Таинственные явления природы и Вселенной Составитель Сергей Минаков
The opposite of a correct statement is a false statement. But the opposite of a profound truth may well be another profound truth.
Противоположностью правильного утверждения является ложное утверждение. Но противоположность глубокой истины вполне может оказаться другой глубокой истиной.
Alles war gesagt, doch alles bleibt zu sagen!
Все было сказано, лишь все сказать осталось!
Чудеса жизни
Жить или не жить — вот в чем вопрос
Нам, землянам, чрезвычайно повезло с планетой. Подходя к вопросу и общекосмологически, то есть в масштабе Вселенной, и частноастрономически — в масштабе Солнечной системы и ближайших звезд, и геологически — в масштабе одной известной планеты, мы могли бы и должны констатировать: наш мир представляет собой великую удачу для жизни. Почему? Просто потому, что жизнь на Земле зародилась, она имеет место, она идет! Жизнь на нашей планете, в нашей галактике, в нашей части Вселенной состоялась. А этого могло бы (очень-очень даже могло бы) и не быть!
Можно говорить о четырех масштабных факторах жизни.
Масштаб планетарный, малый универсум жизни. Планеты служат для жизни домом. Они — то лоно, «родовое место», в уютных пределах которого может возникнуть и эволюционировать живое.
Второй масштаб — звездный. Важность звезд очевидна: они являются источником энергии, необходимой для биологической эволюции. Еще одна, но не менее значительная и фундаментальная роль звезд состоит в том, что они образуют тяжелые элементы, тяжелее гелия: углерод, кислород, кальций и другие ядра, из которых составляются известные нам формы жизни.
Третий масштаб — галактический. Галактики важны не менее, а то и более, чем звезды, хоть это и не столь очевидно. Без связующего влияния галактик тяжелые элементы, производимые звездами, — строительные кирпичики, из которых состоят как планеты, так и все, что на них может жить, — рассеялись-развеялись бы по всему пространству Вселенной. Галактики с их колоссальными массами и сильным гравитационным притяжением удерживают от рассеивания химически обогащенный газ, оставшийся после гибели звезд. Впоследствии этот газ включается в постройку будущих поколений звезд, планет и… биологической жизни. Гравитационное притяжение галактик обеспечивает доступность тяжелых элементов для последующих поколений звезд и для образования каменистых планет типа нашей Земли.
Четвертый, последний уровень — вселенский. Сама Вселенная в различных масштабах должна обладать нужными свойствами, чтобы разрешить возникновение и развитие жизни. Во-первых, эволюция нашей части Вселенной (или всей Вселенной) — долгая, достаточно длительная, чтобы успело сформироваться разнообразие-многообразие объектов (в том числе астрономических) и смогла зародиться, оформиться и развиться биологическая жизнь. То есть можно сказать, что подходящее для жизни место — медленно эволюционирующая вселенная. Можно утверждать также и другое: быстрая вселенная — неживая вселенная. Во-вторых, законы и условия нашей области Вселенной достаточно сложны, чтобы имелась возможность образования сложных структур. И они при этом достаточно просты, чтобы быть устойчивыми, стабильными — «медленными». В-третьих, свойства нашей Вселенной в целом позволяют обеспечить «химию жизни». Ведь кроме тяжелых элементов вроде углерода и кислорода, синтезирующихся в звездах, очень важен (жизненно важен!) водород. Водород составляет два из трех атомов воды — H2O. А вода, как известно, — это жизнь.
Наука говорит нам о возможности мультиверса (множественности) различных миров. Если это действительно так, то мог бы возникнуть и мир, где в результате первичного синтеза ядер весь водород превратился в гелий или даже в более тяжелые элементы. И тогда нас бы, конечно, там не было! Или Вселенная могла расшириться так быстро, что протоны и электроны так и не встретились бы, чтобы образовать атомы водорода. Как бы там ни было, мир мог бы закончиться, так и не создав атомы водорода, составляющие молекулы воды, без которой не было бы обычной жизни.
Вот несколько (не полный перечень!) возможных «линий жизни» (или «линий запрета жизни»).
Галактики — один из астрофизических объектов, необходимых для жизни, — образуются, когда гравитация одерживает верх над расширением Вселенной и провоцирует сжатие некоторых областей. Если бы сила гравитации была гораздо слабее или скорость космологического расширения гораздо быстрее, то к настоящему моменту в космосе не было бы ни одной галактики. Вселенная продолжала бы рассеиваться, но не содержала бы ни одной гравитационно связанной структуры, по крайней мере, на данный момент истории космоса. С другой стороны, если бы сила гравитации оказалась намного больше, так что скорость расширения космоса была бы гораздо ниже, то вся Вселенная вновь сколлапсировала бы в Большом сжатии задолго до начала образования галактик. В любом случае в нашей современной Вселенной жизни бы не было. Значит, подходящий для жизни случай Вселенной, заполненной галактиками и прочими крупномасштабными структурами, требует достаточно тонкого компромисса между силой гравитации и скоростью расширения. И в нашей Вселенной реализован именно такой компромисс.
Что касается звезд, то здесь требуемая тонкая настройка сопряжена с еще более жесткими условиями. Реакции термоядерного синтеза, протекающие в звездах, обеспечивают два ключевых процесса, необходимых для эволюции жизни: образование энергии и производство тяжелых элементов типа углерода и кислорода. Чтобы звезды сыграли именно эту роль, они должны развиваться длительное время, достигнуть достаточно высоких центральных температур и быть достаточно распространенными объектами во Вселенной. Чтобы все эти составляющие головоломки встали на свои места, Вселенная должна быть наделена обширным диапазоном особых свойств.
Наверное, самый понятный пример может предоставить нам ядерная физика. Реакции термоядерного синтеза и ядерная структура зависят от величины сильного ядерного взаимодействия. Атомные ядра существуют как связанные структуры, потому что сильное взаимодействие способно удерживать протоны рядом друг с другом, даже несмотря на то, что сила электрического отталкивания положительно заряженных протонов стремится разорвать ядро. Если бы сильное взаимодействие было чуть-чуть слабее, то тяжелых ядер попросту не было бы. Тогда во Вселенной не было бы углерода, а следовательно, и тех форм жизни, в основе которых лежит углерод. С другой стороны, если бы сильное ядерное взаимодействие было еще сильнее, то протоны могли бы объединиться в пары — «ди-протоны». В этом случае сильное взаимодействие было бы таким мощным, что все протоны во Вселенной объединились бы в ди-протоны или в структуры покрупнее, и обычного водорода просто не осталось бы. В отсутствие водорода во Вселенной не было бы воды, а следовательно, и известных нам форм жизни. К счастью, наша Вселенная имеет как раз такую величину сильного взаимодействия, чтобы разрешить водород, воду, углерод и прочие необходимые составляющие жизни.
Аналогичным образом, имей слабое ядерное взаимодействие несколько иную величину, это значительно повлияло бы на звездную эволюцию. Если бы слабое взаимодействие было мощнее, то ядерные реакции в недрах звезд протекали бы с гораздо большими скоростями, в силу чего значительно сократилась бы продолжительность жизни звезд. Также пришлось бы поменять и название — термин «слабое взаимодействие» не годился бы. В этом вопросе у Вселенной имеется некоторая отсрочка, обусловленная диапазоном масс звезд: небольшие звезды живут дольше и могут управлять биологической эволюцией, как наше Солнце. Однако давление вырожденного газа (из квантовой механики) прекращает сжигание водорода, как только масса звезды становится слишком маленькой. Таким образом, серьезно уменьшилась бы продолжительность жизни даже самых долгоживущих звезд. У звезд, максимальное время жизни которых ниже отметки в миллиард лет, развитие жизни под угрозой. Фактическое значение слабого взаимодействия в миллионы раз меньше сильного, благодаря чему Солнце сжигает свой водород медленно, что и требуется для эволюции жизни на Земле.
Ну а далее — планеты, самые маленькие астрофизические объекты, необходимые для жизни, но, может быть, самые важные. Образование планет требует от Вселенной производства все тех же тяжелых элементов, а значит, все ограничения и условия, которые мы только что обсуждали, так же важны. Кроме того, существование планет требует, чтобы Вселенная была достаточно холодна для конденсации твердых тел. Если бы наша Вселенная была всего в шесть раз меньше, чем сейчас, и, следовательно, в тысячу раз горячее, то частицы межзвездной пыли испарились бы, и для образования каменистых планет попросту не было бы «строительного материала».
Еще одна очень важная вещь — долгосрочная стабильность Солнечной системы непосредственно с момента ее образования. В нашем галактическом пространстве сближения и взаимодействия звезд одновременно редки и слабы из-за их очень низкой плотности. Если бы наша галактика содержала такое же количество звезд, но была в сто раз меньше, повышенная плотность звезд привела бы к достаточно высокой вероятности вхождения в нашу Солнечную систему какой-то другой звезды, которая разрушила бы орбиты планет. Подобное космическое столкновение могло бы изменить орбиту Земли и сделать нашу планету необитаемой или вообще выбросить Землю из Солнечной системы. В любом случае такой катаклизм означал бы конец жизни. Но в окрестностях нашей галактики предполагаемое время наступления такого события намного превышает время, необходимое для развития жизни.
Никто никогда не наблюдал атом. Они настолько малы, что их не видно в микроскоп и нельзя сосчитать и взвесить отдельно.
И все же нас преследует тайное сомнение. Если этот мир так хорошо подобран для того, чтобы «принять роды» жизни, то можно ли сказать, что это лучший из миров? Не говоря уже о том, что жизнь жизни рознь. Одно дело — какой-нибудь из экстремофилов, обитающих в кипящих грязевых резервуарах Йеллоустона, и совсем другое дело — Леонардо да Винчи! Леонардо сварился бы, попади он в условия, в которых экстремофил чувствует себя если не прекрасно, то хорошо, и все еще хорошо. Верно, Леонардо сложнее экстремофила, он — слишком сложная система.
Спустимся из космоса на грешную и прекрасную нашу Землю. Вероятно, Земля — не слишком удобное место для обитания живых существ, даже если она — единственное такое место. Из малой толики поверхности планеты, достаточно сухой, чтобы на ней стоять, очень большая ее доля либо слишком жаркая, либо слишком холодная, слишком сухая, слишком крутая, слишком высокая, чтобы от нее была польза. Надо признать, отчасти это и наша вина. Что касается приспособляемости, человеческие существа потрясающе беззащитны. Как и большинству животных, нам не слишком по вкусу по-настоящему жаркие места, но поскольку мы так обильно потеем и легко подвержены тепловым ударам, то являемся особенно уязвимыми. В наихудших условиях — передвигаясь пешком без воды в жаркой пустыне — большинство людей не позже чем через семь-восемь часов тронется рассудком и свалится, чтобы, возможно, никогда больше не встать. Не менее беспомощны мы и перед лицом холода. Как все млекопитающие, люди хорошо выделяют тепло; однако ввиду того, что мы практически безволосы, мы не в состоянии его удерживать. Даже в сравнительно мягкую погоду половина калорий сжигается, чтобы сохранять тело теплым. Разумеется, мы в значительной мере можем противопоставить этим недостаткам одежду и жилище, но даже при этом части суши, на которых мы готовы или способны жить, представляются довольно скромными: всего 12 % общей площади суши и только 4 % всей поверхности планеты Земля.
Однако, когда думаешь об условиях в других местах известной нам Вселенной, удивляет не то, что мы используем такую малую часть нашей планеты, а то, что нам удалось найти планету, где можно пользоваться хотя бы этой малой толикой. Достаточно взглянуть на собственную Солнечную систему — или на Землю в некоторые периоды ее истории, — и станет ясно, что большинство мест намного суровее и значительно менее приспособлены для жизни, нежели наш спокойный голубой влажный шарик.
Пока исследователи Вселенной открыли за пределами Солнечной системы чуть более тысячи планет — это из, как считают, десяти миллиардов триллионов. Но тем не менее уже ясно: чтобы получить пригодную для жизни планету, требуется невероятное везение, и чем сложнее жизнь, тем больше нужно везения. Исследователи выделили около двух десятков доставшихся нам на Земле особенно благоприятных обстоятельств, но в нашем беглом обзоре мы выделим только четыре основных.
Отличное местоположение. Мы чуть ли не сверхъестественным образом оказались на нужном расстоянии от подходящей звезды, которая достаточно велика, чтобы излучать большое количество энергии, но не настолько велика, чтобы быстро сгореть. Это одна из странностей физики — чем крупнее звезда, тем быстрее она сгорает. Будь наше Солнце в десять раз крупнее, оно исчерпало бы себя за десять миллионов, а не за десять миллиардов лет, и нас бы здесь теперь не было. Нам также повезло с орбитой. Окажись мы слишком близко, и все на Земле выкипело бы. Слишком далеко — и все бы замерзло. Есть весьма правдоподобные оценки, согласно которым Земля была бы необитаемой, окажись она на 15 % дальше от Солнца или на 5 % ближе! Таковы границы обитаемой зоны в Солнечной системе.
Чтобы представить, насколько узок этот пояс, достаточно взглянуть на Венеру, которая ближе нас к Солнцу всего на 40 млн км. Солнечное тепло достигает ее всего на две минуты раньше нас. По размерам и по составу Венера очень схожа с Землей, но небольшая разница в размерах орбит явилась причиной всех существующих различий. Похоже, что в ранний период существования Солнечной системы Венера была чуть теплее Земли и, возможно, на ней были океаны. Но эти несколько лишних градусов тепла привели к тому, что Венера не смогла удержать на своей поверхности воду, что имело губительные последствия для климата.
Когда вода испарилась, атомы водорода улетели в космос, а атомы кислорода соединились с углеродом, создав плотную парниковую атмосферу из углекислого газа. На Венере стало очень душно. Были времена, когда астрономы надеялись, что под плотными облаками Венеры может найти приют жизнь, возможно даже в виде своеобразной тропической растительности. Но теперь мы знаем, что окружающая среда там невыносима для любых форм жизни, какие только можно представить. Еще бы! Температура поверхности в 470 °C достаточна, чтобы расплавить свинец! Атмосферное давление на поверхности в 90 раз выше, чем на Земле.
Вот что происходит, когда вы оказываетесь на две световые минуты ближе к Солнцу. Отодвиньтесь подальше — и проблемой станет не жара, а холод, о чем с ледяным спокойствием свидетельствует Марс. Он тоже когда-то был значительно более приемлемым местом, но не смог удержать достаточно плотную атмосферу и превратился в замерзшую пустыню.
Раскалите 30-сантиметровую стеклянную палочку посередине. Теперь беритесь за один из концов. Боитесь обжечься? Не стоит! Теплопроводность стекла так мала, что концы палочки останутся холодными.
Но находиться на нужном расстоянии от Солнца недостаточно, иначе Луна была бы прекрасным обитаемым космическим объектом, покрытым лесами, чего мы явно не наблюдаем. Для этого требуется… Подходящая планета. Мы с тревогой говорим об опасных вулканах, отлично зная, что живем на расплавленной внутри планете. Однако мы не отдаем себе отчета в том, что без бушующей под нами магмы нас бы здесь не было.
Кроме всего прочего, наши активные недра способствовали формированию атмосферы и магнитного поля, которые защищают нас от космического излучения. Они также дали нам тектонику плит, которая постоянно обновляет и корежит поверхность. Если бы Земля была совершенно гладкой, ее покрывал бы слой воды в 3 км толщиной. В этом безбрежном океане могла бы существовать жизнь, но наверняка не было бы футбола.
В дополнение к благотворной активности недр Земли мы еще располагаем нужными элементами, причем в правильных для растений, животных и человека пропорциях. В буквальном смысле мы сделаны из подходящего материала.
Есть еще одно важнейшее обстоятельство. Мы живем на двойной планете. Немногие считают Луну планетой, но, по существу, это именно так. Большинство спутников очень малы по сравнению с главной планетой. Например, спутники Марса Фобос и Деймос в диаметре всего порядка 10 км. А диаметр Луны больше четверти диаметра Земли: наша планета единственная в Солнечной системе имеет спутник столь значительного относительно нее размера (Плутон не в счет, потому что он сам слишком мал), и это имеет огромное значение. Без уравновешивающего влияния Луны Земля болталась бы, как останавливающийся волчок, и одному Богу известно, какие последствия это имело бы для климата и погоды. Устойчивое гравитационное воздействие Луны позволяет Земле стабильно вращаться с нужной скоростью и под нужным углом, обеспечивая такую устойчивость, какая необходима для длительного и благополучного развития живых организмов. Это не будет продолжаться вечно. Луна ускользает из наших объятий со скоростью примерно 4 см в год. В следующие 2 млрд лет она ретируется так далеко, что не будет поддерживать нашу устойчивость, и человечеству придется искать какое-то решение. Но пока можно размышлять о нашей спутнице как о приятной принадлежности ночного неба.
Долгое время астрономы предполагали, что либо Луна и Земля образовались одновременно, либо Земля захватила Луну, когда та пролетала мимо. Сегодня распространена теория, согласно которой около 4,4 млрд лет назад в Землю врезался объект размером с Марс, вырвав достаточно вещества, чтобы из обломков образовалась Луна. Ясно, что для нас это было большой удачей. Особенно то, что все это произошло так давно. Случись это в прошлую среду — нам всем было бы буквально мало места!
Это подводит нас еще к одному кардинальному соображению. Выбор времени. Вселенная — поразительно непостоянное и богатое событиями место, и наше существование в ней является чудом. Если бы растянувшаяся примерно на 4,6 млрд лет невообразимо сложная последовательность событий не оборачивалась бы определенным образом в определенное время: если бы астероид — взять хотя бы один очевидный пример — не стер с лица земли существовавших тогда динозавров, вы, дорогой читатель, могли бы быть размером в несколько сантиметров, с усиками и хвостиком, и читали бы все это, сидя в земляной дырке, как хоббит Бильбо. Мы не знаем этого наверняка, однако представляется вполне очевидным, что если вы хотите в конечном счете получить умеренно развитое общество мыслящих существ, то надо оказаться в нужном конце очень длинной цепи вытекающих друг из друга событий и явлений, включающих приемлемые периоды стабильности, перемежающиеся подходящим количеством сложных и напряженных ситуаций (к примеру — ледниковые периоды), и при этом полностью избежать настоящих планетарных катаклизмов. Может быть, это не лучший из миров. Но нам повезло — нам все-таки очень повезло с этим миром!
Самым распространенным элементом в земной коре является кислород. Его весовое содержание оценивается в 49 % массы земной коры.
Что такое жизнь
Что такое жизнь? Мы затрудняемся дать точное определение жизни, однако все точно могут различить живое и неживое. Как говорится, за живую и за мертвую лошадь дают разную цену.
Действительно, интуитивно мы все понимаем, что живо и что — мертво, но вот точно сформулировать различие обычно затрудняемся. Известно много попыток дать дефиницию, определение понятия «жизнь», но все они оказываются неидеальными. Поэтому умные люди вообще отказываются от определения, подменяя его тавтологией. Живое — это живое, то, в чем есть жизнь, что устроено как живое. «Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». Такое определение дает Фридрих Энгельс — не так уж давно оно было у нас очень популярным. Что ж, не такое уж и плохое определение. Однако достаточно ли оно? Сам Энгельс так не думал. Для него обмен веществ — лишь существенный, но не единственный критерий жизни. Он может быть присущ и неживым объектам. Допустим, у нас есть два непрозрачных ящика с дырками «на входе» и «на выходе». Что внутри — неизвестно. Но мы можем производить измерения состояния воздуха у входного и выходного отверстий. Измерения показывают, что в обоих случаях мы имеем на выходе дефицит кислорода, повышенную концентрацию углекислого газа и водяных паров. Меряем температуру и видим, что на выходе воздух теплее, чем на входе. Мы вправе заключить, что в каждом ящике содержится система, способная к обмену веществ с окружающей средой. Вскрываем ящики и обнаруживаем… в одном из них живую мышь, а в другом — горящую свечу. Критерий обмена веществ здесь не срабатывает, не позволяет отличить живое от неживого, отличить процесс горения от процесса дыхания.
Если мы перекроем кран поступления воздуха, мышь погибает. Однако и мертвые организмы могут обмениваться веществами с окружающей средой. На этом, в частности, основан процесс образования окаменелостей: остатки животных и растений в слое горной породы отдают окружающей среде органику, и ее место занимают минералы. Особенно удивительны окаменевшие деревья: внешне они до мельчайших деталей сохраняют структуру древесины, однако она миллионы лет назад заместилась кремнеземом и окислами железа.
Какой вывод можно сделать из этого? Обмен веществ — это необходимое условие, если мы говорим о живом состоянии. Но одного обмена веществ недостаточно для определения жизни! Нужно еще что-то.
Попробуем еще раз. Во-первых, жизнь характеризуется активностью. Жизнь действует. Даже если она находится «в пассиве», приспосабливается к условиям (то есть «страдает»: «страдание» у Аристотеля — это категория подчинения, категория, противоположная действию: actio — passio), все равно сохраняется активная составляющая, самостоятельный акт как бы «из себя и для себя». Эта активность обязательно происходит с затратой энергии в системе: чтобы жить, тратятся силы! Во-вторых, жизнь — это поддержание и воспроизведение всегда конкретного порядка, определенной, специфической структуры. Именно специфической. Вот на что энергия-то идет и силы тратятся!
Что такое активное воспроизведение? Это такой процесс, когда система сама воспроизводит себя и поддерживает свою целостность, используя для этого элементы окружающей среды с более низкой упорядоченностью. Пассивный процесс такого рода отнюдь не признак жизни. Птицы из года в год воспроизводят свои гнезда, бобры строят плотины, но ни гнезда, ни плотины нельзя считать живыми объектами в отличие от их строителей. Короче говоря, вряд ли птицу можно получить, воспроизвести по гнезду, бобра — по плотине, а снежного человека — по его следу…
Далее о затрате энергии. Почему это является необходимым условием при определении жизни? Потому что это позволяет отличать живые существа от других самовоспроизводящихся структур, например кристаллов.
Еще в XVIII веке проводили аналогии между ростом организмов и ростом кристаллов. Действительно, каждому кристаллу присуща своя специфическая структура, возникающая спонтанно. Хлористый натрий кристаллизуется в виде куба, углерод (алмаз) — в виде октаэдра. Скопления, сростки кристаллов порой удивительно похожи на структуры живой природы. Вспомните хотя бы морозные узоры на оконных стеклах. Они иногда настолько бывают похожими на листья папоротников и иных диковинных растений, что кажутся более реальными, чем настоящие. Даже металлы образуют подобные структуры. Металлургам всего мира хорошо известна так называемая «елка Чернова». При отливке изделия из металла могут образовываться лакуны, раковины — так их называют специалисты. И вот иногда в таких раковинах сращиваются кристаллы железа — это очень похоже на известное растение.
Тем не менее, аналогии между морозными узорами и листьями папоротника неправомерны. Хотя эти структуры внешне сходны, процессы их возникновения диаметрально противоположны энергетически. Кристалл — система с минимумом свободной энергии. Что это значит? Это значит, что при кристаллизации энергия выделяется в виде тепла. Например, при возникновении одного килограмма «морозных узоров» должно выделиться 619 ккал тепла. Столько же энергии нужно затратить на разрушение этой структуры. Листья папоротника, наоборот, при своем возникновении и росте поглощают энергию солнечных лучей. Разрушая эту структуру, мы можем получить энергию обратно. Мы, собственно, это и делаем, например, сжигая каменный уголь, образовавшийся из остатков гигантских папоротников палеозойской эры, или просто греясь у банального костра. И дело здесь не в самом листообразном рисунке, внешне объединяющем лесной папоротник и узор на стекле. Бесформенный кусок льда той же массы потребует на расплавление и испарение столько же энергии. А на образование внешней сложности листа растения расходуется энергия, ничтожно малая по сравнению с той, что законсервирована в органике.
Но как же все-таки быть с внешним сходством? Дело вот в чем. И листья папоротника, и морозные узоры обладают максимальной площадью поверхности при данном объеме. Для папоротника (и любого другого растения) это необходимо, ибо дыхание и ассимиляция углекислого газа идет через поверхность листьев. В тех случаях, когда нужно снизить расходы воды на испарение, растения, например кактусы, обретают шарообразную форму с минимальной площадью поверхности. Но платить за это нужно снижением темпов ассимиляции СO2 и соответственно замедлением роста.
Водяные пары, кристаллизуясь на холодном стекле, также образуют структуру с максимальной поверхностью, потому что скорость потери свободной энергии при этом максимальна (кристаллы растут с поверхности). Так что аналогии между кристаллами и живыми организмами не имеют, так сказать, сущностного значения. Жидкость, выплеснутая из сосуда в условиях невесомости, приобретает форму шара (минимум энергии поверхностного натяжения). Но вряд ли это означает, что законы устройства космоса похожи на правила игры с шарами за бильярдным столом!
Справедливости ради нужно заметить, что кристаллические формы не чужды жизни. Многим известны большие и совершенно безобидные комары-долгоножки с длинными ломкими конечностями. Их личинки обитают во влажном грунте, питаясь перегнивающими растительными остатками. Среди них можно встретить особей, окрашенных в голубой цвет с радужным отливом. Они кажутся вялыми, и они действительно больны — заражены так называемым радужным вирусом. В гемолимфе таких личинок под микроскопом можно обнаружить кристаллы удивительной красоты, переливающиеся, как сапфиры. Кристаллы эти сложены из частиц вируса — вирионов. Когда личинка погибнет, они попадут в почву, чтобы быть проглоченными личинками нового поколения комаров. Кстати, подобные кристаллы образуют многие вирусы, и не только вирусы насекомых. Но существенно, что это именно неактивная форма существования вируса, в отличие от активной, живой. В форме кристалла вирус не размножается, а лишь переживает таким образом свои «тяжелые времена». Известный физик Эрвин Шредингер назвал хромосому «апериодическим кристаллом». Действительно, ядерное вещество клетки в период деления упорядочено, и формально его можно назвать кристаллом. Но когда ядерное вещество (хроматин) «пакуется» в хромосому, оно, опять-таки, неактивно, и сама хромосома — лишь способ передачи хроматина от клетки к клетке.
Итак, для кристаллизации никакой внешней энергии не нужно. Но для поддержания и воспроизведения собственного порядка жизни в следующем поколении организм должен поглощать энергию (в виде квантов света или неокисленных органических соединений, простых веществ, и выделять окисленные продукты жизнедеятельности и т. д). Вот это и есть обмен веществ.
Но зачем, для чего этот обмен? «Все течет», — сказал Гераклит Эфесский. Если дело обстоит так, то более всего «течет» живой организм. Он — поток, по которому непрерывно движутся энергия и вещества — элементы для воссоздания структур. На протяжении всей жизни идет непрерывная замена старых клеточных структур на вновь образующиеся. Так, клетки крови полностью заменяются через четыре месяца. В конечном счете, это тоже ремонтные работы, но организм заменяет не только клетки, получившие дефекты, а все. Вот говорят, что нервные клетки не восстанавливаются. Это значит, новых нервных клеток организм не порождает, они не размножаются — сколько было, столько есть. Да, не образуются совершенно новые клетки. Но на протяжении всей жизни они непрерывно перестраиваются. Это как глубокий капитальный ремонт и перепланировка дома. Дом старый, но он обновлен и в отличном состоянии! Мы лишь формально можем считать нейроны, с которыми мы заканчиваем жизнь, теми же самыми клетками, с которыми мы ее начали.
И еще одно выражение: специфическая структура. Что это такое? Из поколения в поколение организмы воспроизводят характерную для видов, к которым они принадлежат, упорядоченность. Делается это с почти абсолютной точностью (слово «почти» крайне важно). Вот съел волк зайца. Разве ему нужны органы зайца, его ткани, его белки и нуклеиновые кислоты — все то, что специфично для структуры «заяц», «заячья упорядоченность»? Нет, конечно! Все это в желудке волка превратится в смесь низкомолекулярных органических веществ — аминокислот, углеводов, нуклеотидов и т. д., общих для всей живой природы, неспецифичных. Часть из них организм волка окислит до углекислого газа и воды для того, чтобы (расходуя полученную энергию!) построить из оставшихся неспецифичных веществ свою, специфичным образом упорядоченную структуру «волк» — свои белки, свои клетки и ткани. Накормите волка смесью аминокислот, синтезированных химиком, и будет то же самое.
Так ли это в отношении жизни как таковой, жизни вообще? Вопрос открытый. Но на Земле дела обстоят именно так. Земные организмы в чужой упорядоченности не нуждаются. Они изо всех сил, отчаянно борются с ней. Все знают о многочисленных медицинских попытках трансплантации животным и людям различных органов или тканей: сердца, легких, почек, поджелудочной железы и др. Можно ли назвать такие попытки удачными? Результат всегда оказывался похожим: пересаженные органы имели стойкую тенденцию к отторжению. Исключение составляли только органы, «однопорядковые» с пациентом, взятые у однояйцевого близнеца, — а это ведь «структурная» копия того же организма. Что касается тканей, то их для пересадки врачи предпочитают брать от того же организма: например, на пораженное ожогом место пересаживают кожу с ноги пострадавшего. Сохранить чужеродный пересаженный орган можно, только подавив защитные иммунные системы образования антител. Но тогда пациент окажется беззащитным против любой инфекции! Это огромный, смертельный риск, и, так или иначе, дело в конце концов идет только о продолжении жизни, но не о продлении нормальной полноценной жизни.
Даже гормоны, так сказать, просто биоактивные вещества (то есть не только сложные биологические образования) видоспецифичны. Здесь, конечно, есть зазор, есть различие по степени. Например, инсулин — единственное эффективное средство против диабета — отличается сравнительно малой видоспецифичностью, поэтому для лечения диабетиков можно использовать этот белок, выделенный из поджелудочных желез крупного рогатого скота. А вот гормон роста — соматотропин — видоспецифичен. Для лечения карликового роста у человека нужен именно человеческий соматотропин, который выделяется из гипофиза умерших людей (да, да, другого способа пока не нашли).
Кто-то заметит: есть сложные организмы, их структурная идентичность сложна, и, естественно, их структурная специфичность весьма требовательна. Но есть простые организмы, есть даже простейшие. Как же в этом случае? Казалось бы, у низших организмов отвращение к «чужому порядку» должно быть меньше. Действительно, у рыб и амфибий удаются пересадки органов между особями разных видов, и бычий соматотропин может стимулировать рост форели. Однако все это искусственно создаваемые экспериментатором положения. А значит, не вполне «нормальное», неестественное течение жизни. В конце концов, сказано же: если зайца бить, он и спички научится зажигать. Вопрос только в том, будет ли это несчастное затравленное существо все еще зайцем? Можно сказать так: заяц, погибающий в зубах у волка, гораздо больше заяц, более истинный, «правильный», чем заяц, который умеет зажигать спички! Животные, питаясь другими животными или растениями, начинают с разрушения чужой упорядоченности. Пища в их желудках и кишечниках расщепляется до простых химических соединений, и по строению, например, аминокислот глицина или фенилаланина невозможно сказать, получены ли они из белков бычьего мяса, гороха или же синтезированы искусственно умным химиком в очках. Из этих элементарных кирпичиков жизни организмы строят лишь им присущие структуры. Каждый организм характерен именно неповторимой, присущей только ему комбинацией белковых молекул. А уже на этой базе возникает комплекс всех признаков организма — на уровне клеток, тканей и органов.
У растений это выражено еще более резко. Вода, набор питательных солей, углекислый газ и свет — при этом наборе одинаковых факторов из одного семени вырастает роза, из другого — крапива, а из третьего — елка (и совсем не «елка Чернова» — помните?). Всякий раз — определенное растение с присущим ему набором свойств. Со своей упорядоченностью.
Итак, организмы берут извне не упорядоченность, а энергию. За счет этой энергии они строят свою специфичную упорядоченность «по роду их» — так, кажется, сказано в Писании, пренебрегая чужой. Из куриного яйца — однородной массы желтка и белка — возникает цыпленок с головой, ногами, крыльями. И эта простая вещь, это чудо называется жизнью.
Биосфера
По мысли академика В. И. Вернадского, развитие человеческого мышления и все возрастающее его воздействие на окружающую среду — через технику и технологии — следует рассматривать как природное явление, как неизбежное следствие того, что называют «цефализацией» — то есть «оразумливанием» земной биоты. Эти процессы привели к формированию техносферы — создаваемой самим человеком среды его обитания. Взаимоотношения биосферы и техносферы, в связи с грозящим Земле экологическим кризисом, являются сейчас объектом пристального внимания самых разных специалистов.
Итак, биосферой мы будем называть всю населяющую Землю биоту (то есть совокупность всех микроорганизмов, грибов, растений и животных) и среду ее обитания, включая почвенный покров и содержащие признаки жизни слои атмосферы. Накануне появления человека биосфера по своим основным параметрам вряд ли существенно отличалась от нынешнего ее состояния. Более того, ее основные характеристики, такие как общая масса живого вещества (порядка 2,4 × 1018 г), элементарный состав биомассы, содержание кислорода в атмосфере, количество достигающей Земли солнечной энергии и прочие условия — сохранялись неизменными на протяжении сотен миллионов лет. Система была стабильной. Но появился человек разумный, и многое изменилось.
Еще до конца XXI века нерациональная разработка месторождений приведет к тому, что практически все запасы полезных ископаемых планеты будут истощены.
Биосферу в целом можно подразделить на косные и живые компоненты. Косные компоненты — это химические соединения и физические тела, не входящие в данный момент времени в состав живых организмов. Это, прежде всего, газы, находящиеся в свободном состоянии (в атмосфере) или растворенные в водных бассейнах, вода в виде водяного пара, рек, озер, морей, океанов и ледников, различные неорганические и органические соединения, растворенные в этой воде и накапливающиеся в донных отложениях и почве, еще не претерпевшие полной деструкции отмершие компоненты живых организмов (листья, сучья, сброшенная при линьке шерсть и т. п.) и трупы самих этих организмов (от вирусов и бактерий до слонов и баобабов). По самой приблизительной оценке косные компоненты составляют более 99 %, а живые — менее 1 % общей массы биосферы. Косные компоненты распределены по всей биосфере относительно равномерно. Значительное количество их включено в постоянный биологический круговорот, то есть периодически входит в состав живого. Химические соединения, выходящие из биологического круговорота и слагающие, например, мощные осадочные породы, не включают в понятие биосфера.
В отличие от косных компонентов, живые компоненты биосферы четко структурированы. Элементарными структурами биосферы являются биоценозы (так в науке называются биосистемы), слагаемые, в свою очередь, взаимодействующими популяциями, состоящими из отдельных индивидуумов.
По примерным данным, около 1 % всей биомассы Земли приходится на микроорганизмы и животных (2,3 × 1016 г) и около 99 % — на зеленые растения (2,4 × 1018 г). Только 0,13 % биоты обитает в океанах, а остальные 99,87 % — на континентах.
В настоящее время на Земле известно около 100 тыс. видов микроорганизмов (бактерии, простейшие, грибы и водоросли), 150 тыс. видов высших растений и 1 млн видов животных, из которых более 800 тыс. приходится на членистоногих. В отдельные биоценозы входят десятки и сотни взаимодействующих друг с другом видов, представленных популяциями, состоящими из сотен (для животных), тысяч (для растений) и миллионов (для микроорганизмов) особей. Жизнедеятельность этих последних и обусловливает, в конечном счете, стабильность характеристик биосферы и ее элементный состав.
80 % всех добываемых природных богатств потребляется 20 % населения планеты. Причем бо’льшая часть ресурсов добывается в развивающихся странах, а ровно половина малоимущих всего мира живет в богатых ресурсами странах.
Круговорот живого
Биосфера не остается неизменной. Она ведь живая! Она изменяется, находится в движении, ее составляющие обмениваются между собой веществом и энергией. Особенностью биосферы, ее элементного состава является постоянный круговорот, то есть переход из косного в живое и обратно. Различные химические элементы, захваченные в период становления биосферы вихрем этого круговорота, иногда медленно вырываются из него, устремляясь в космическое пространство (молекулы газов) или выделяясь в виде водонерастворимых соединений, слагающих осадочные породы (известняки, сланцы), а также в виде залежей угля, нефти и некоторых рудных месторождений. Столь же медленно им на смену в биосферу включаются новые атомы, извлекаемые хемотрофами из основных пород. Многократное «пропускание» через биологические компоненты одних и тех же атомов вещества — один из основных законов функционирования биосферы. Но общее количество вещества, находящегося в «обороте», ограничено. Именно это, как считают ученые, налагает основные ограничения на изменения количества живого вещества на нашей планете, определяя его постоянство.
По мнению известного Гарвардского биолога Уилсона ежегодно с лица Земли исчезает около 30 000 видов живых организмов. К концу этого столетия Земля лишится около половины своего теперешнего биоразнообразия.
Круговорот атомов в биосфере определяется тремя основными факторами: метаболизмом организмов, их размножением и их отмиранием. Во время становления биосферы, когда биомасса живого вещества возрастала, стремясь к своему пределу (на котором находится и по сей день), размножение, в общем, преобладало над гибелью и сопровождалось ростом дифференциации организмов по их трофическим функциям, то есть увеличением количества видов. Этот период характеризовался вовлечением все большего количества атомов косного вещества в биологический круговорот. Однако по мере формирования биосферы, наряду с продолжающимися сменами ее видового состава и формированием все новых вариантов биоценозов, общая масса биоты возрастала все медленнее и наконец стабилизировалась на современном уровне. Произошло это не менее 2–3 млрд лет тому назад.
Чем было обусловлено окончание этого процесса? Был ли достигнут предел возможности использования солнечной энергии или предел доступности первичных источников атомов? Или это — гигантское равновесие химических реакций, когда количество вновь синтезируемого продукта сравнивается с количеством разрушающегося? Или — результат насыщения «емкости» жизненного пространства? Как бы то ни было, можно полагать, что стабилизация количества биомассы на Земле была тесно связана с ускорением образования новых видов, то есть с ускорением процесса эволюции.
Эволюционирующими единицами являются не отдельные индивиды. Это слишком малые части живого целого, они ничего не решают. Действующими агентами биоэволюции являются популяции. Они образуют так называемые информационные системы 2-го рода.
Каждый живой организм представляет собой информационную систему 1-го рода. Такая система состоит из генетической информации и кодируемых ею операторов — цитоплазматических и соматических компонентов организма. Популяции живых организмов составлены из множества информационных систем — организмов, связанных общностью происхождения и вписанных в тот или иной биоценоз, составляющий, вместе с окружающей средой, их экологическую нишу. Популяции организмов одного и того же вида могут быть включены не только в идентичные, но также в различающиеся биоценозы — в этом проявляется полипотентность присущей им генетической информации.
Каждую популяцию, из каких бы организмов она ни состояла, можно охарактеризовать двумя параметрами: средним временем удвоения количества ее особей в условиях конкретной экологической ниши и средней продолжительностью жизни этих особей в данных условиях. Если взять отношение этих показателей, получится важный параметр, который отражает надежность популяции как биосистемы в определенных условиях. Обозначим его L. Если этот параметр больше единицы (то есть время удвоения больше времени жизни особей в популяции), то, благодаря размножению организмов, происходит возрастание численности популяции. Если параметр надежности равен 1, будем иметь простое их воспроизведение, и численность популяции сохраняется на некотором постоянном уровне. А вот если этот параметр оказывается меньшим единицы — дело плохо, преобладает отмирание, и численность популяции уменьшается.
Кстати, при L = 1 дела популяции тоже не так уж хороши. Состояние системы, представленной популяцией таких организмов, становится нестабильным. А это значит, что любые флуктуации среды обитания, в том числе сдвиги внутри экосистемы, могут «качнуть» популяцию в сторону вымирания, и этот сдвиг, скорее всего, будет фатальным и приведет систему к гибели. Существует давно сформулированная теорема, согласно которой при L = 1 популяция обречена на гибель по чисто внутренним причинам. С течением времени численность такой популяции все более флуктуирует, и, когда она приблизится к нулю, популяция исчезнет. Конечно, время гибели популяции при L = 1 сильно зависит от ее исходной численности, но результат остается неизменным: даже при сколь угодно большой исходной численности популяции, если время стремится к бесконечности, вероятность ее выживания, к сожалению, будет стремиться к нулю. Уменьшение времени жизни особей в популяции ускорит наступление ее гибели. Поэтому понятно, что стабильность или надежность популяции определяется неравенством L > 1, и тем она выше, чем больше величина параметра L.
Конечно, утверждение, что при L = 1 популяция обречена, теоретическое. В самом деле, если бы это было строго-настрого так, живые существа уже давно исчезли бы! Условие L > 1 означает, что численность особей в популяции возрастает в геометрической прогрессии. Но на самом деле этого не происходит. Численность природных популяций в среднем стабильна. Скорее, дело идет о воздействии, о своеобразном «давлении жизни». Отношение L > 1 отражает ту «силу жизненного противостояния», с которой система организмов сопротивляется разрушительному воздействию на нее различных внешних «помех».
Если численность популяции, по каким-либо причинам, снизилась ниже известного критического уровня, такая популяция деградирует и исчезает. Только условие L > 1 позволяет популяции сохранять свою численность выше критического уровня при усилении давления извне и достигать оптимального значения при ослаблении такого давления. В случае же L = 1 ослабление давления среды не будет сопровождаться ростом численности популяции, а любое усиление негативного воздействия будет приводить к уже некомпенсируемому уменьшению ее численности и, в конце концов, к вырождению.
Начиная с 2006 года, по неизвестной науке причине на Земле резко сокращается популяция медоносных пчел. Если темпы сокращения популяции не изменятся, к 2035 году пчелы исчезнут с лица Земли. Это грозит утратой не только меда, но и большинства фруктов, овощей, ягод и орехов. Опыление этих растений полностью зависит от активности пчел: одна пчелиная семья опыляет за день до 3 млн цветков.
Из популяций различных видов складываются экосистемы. Любую экосистему можно определить как систему самовоспроизводящихся популяций, занимающих единый ареал обитания. Есть две важнейшие характеристики экосистемы: количество слагающих экосистему видов N и средняя численность особей в представляющих эти виды популяциях ni (i = 1, 2, …, N).
Основных функций, которые выполняет любая экосистема, также две. Первая — обеспечение прироста численности популяций (то самое «давление жизни»), или общей биомассы экосистемы V (это называют продуктивностью данной экосистемы). Вторая функция — кондиционирование, или очистка среды обитания от побочных продуктов. Очевидно, чем больше скорость утилизации отходов, тем лучше условия для прироста биомассы, то есть тем сильнее будет давление жизни.
Оптимальным, по крайней мере для замкнутых экосистем на определенных постоянных территориях, будет условие, когда, так сказать, «мощность очистки» среды экосистемы превосходит ее продуктивность, что соответствует поддержанию экосистемы в состоянии «максимальной чистоты».
Оптимальное изменение (эволюция) популяций может идти двумя путями: путем расширения ареала обитания данной экосистемы (экстенсивный путь ее развития) и путем увеличения ее мощности очистки (интенсивный путь). Важно, что уменьшение продуктивности экосистемы нельзя считать приемлемым: снижение биологической массы может осуществляться лишь ценой понижения давления жизни слагающих экосистему популяций, что, мы знаем уже, чревато их деградацией и гибелью.
Так как в реальных ситуациях ареал обитания любой экосистемы всегда ограничен, то с течением времени на смену ее экстенсивному развитию, или экспансии, неизбежно должен прийти интенсивный путь.
Экосистемы, в свою очередь, соединяются в биоценозы. Биоценоз — это самоорганизующаяся система, состоящая из нескольких экосистем. Биоценоз достигает стабильности и замкнутости, когда скорость прироста биомассы в каждой экосистеме и популяции равна скорости образования побочных продуктов в режиме их реутилизации, то есть когда система успевает их переработать.
Для биоценозов стабильность наступает в том случае, когда среднее время удвоения биомассы в них совпадает со средним временем жизни особей в его популяциях. Это же справедливо и для всей биосферы, представляющей собой саморегулирующуюся и самостабилизирующуюся совокупность всех населяющих Землю биоценозов.
Надежность функционирования биосферы обеспечивается надежностью выполнения функций продуктивности и функций кондиционирования (очистки пространства жизни, как мы помним). Поэтому общая надежность может быть определена как произведение показателей надежности выполнения обеих функций.
Теперь вернемся снова к отдельным популяциям, составляющим экосистемы. Экосистемы, как и экологические ниши, для разных организмов чаще всего перекрываются, но не полностью совпадают. Для биосферы в целом характерна иерархия, иерархическая структура, так что обитатели верхних ярусов жизни, как правило, венчают собой или объединяют по несколько экосистем, представленных обитателями нижних ярусов.
Законы, управляющие динамикой популяций разных организмов, едины, независимо от того, какую функцию они выполняют в биосфере и на каком уровне организации (и ярусе жизни) они находятся. Обусловлено это тем, что, независимо от видовой принадлежности, ни один организм не в состоянии выполнять обе основные функции в своей экосистеме — и производство биомассы, и утилизацию побочных продуктов своей жизнедеятельности.
Благодаря наличию в любой экосистеме обратных связей, уменьшение численности некоторой данной популяции (если оно не ниже критического) неизбежно будет приводить к такому изменению статуса экосистемы, при котором условия обитания этой популяции опять сдвинутся в «благоприятную» сторону, что приведет к увеличению ее численности, за чем последует ее уменьшение, затем — опять увеличение и т. д. В реальной ситуации это будет проявляться как своеобразные «волны жизни». Кстати, простейшей моделью таких волн может служить система «хищник-жертва». Поэтому в любой стабильной экосистеме численность любой популяции будет всегда колебаться около некоторого постоянного значения, не выходя за определенные максимальные и минимальные пределы.
В более общем виде эту закономерность можно сформулировать как принцип, согласно которому совокупность или биомасса особей, выполняющих в данной экосистеме данную трофическую (то есть связанную с жизнедеятельностью организмов) функцию, никогда не может превзойти некоторое критическое значение без разрушения этой экосистемы. Принцип этот, как мы увидим ниже, особенно ярко выявился на примере эволюции человека.
Получается, что для любой стабильной экосистемы, биоценоза или биосферы биомасса организмов, выполняющих определенную трофическую функцию, всегда ограничена сверху некоторой критической величиной. Взаимоотношения организмов, выполняющих в данной экосистеме одну и ту же трофическую функцию, могут повлиять на их видовое разнообразие, на замену одних видов другими (за счет эволюционного процесса или миграции извне), но не в состоянии привести к увеличению их суммарной биомассы сверх некоторого предела без разрушения этой экосистемы, биоценоза или биосферы в целом.
Иначе говоря, для любой экосистемы всегда существуют два предельно допустимых максимальных уровня численности любой популяции: нижний, соответствующий максимальному видовому разнообразию организмов, выполняющих данную трофическую функцию, и верхний, соответствующий монополизации этой функции каким-либо видом. Однако, в силу того, что не существует двух разных видов, которые были бы идентичными во всех эколого-трофических отношениях, для всех биоценозов и биосферы в целом справедливо следующее правило. Первому случаю будет соответствовать максимальная стабильность, или надежность экосистемы. Второй случай, когда данная функция монополизируется представителями какого-либо одного вида, будет неизбежно сопровождаться уменьшением надежности экосистемы — уменьшением пространства режимов, где данная экосистема может стабильно функционировать.
Тогда выходит, что в достаточно развитой и достаточно обширной (то есть характеризующейся большим числом степеней свободы) биосистеме (биоценозе или биосфере) можно выделить два наиболее общих направления эволюции составляющих ее популяций и видов живого.
Первое направление: все большая специализация внутри данной экологической ниши, точнее — внутри данной экосистемы, что обогащает ее трофическими аналогами и делает тем самым более стабильной, более надежно обеспечивающей условия, необходимые для процветания данной экосистемы. Этот путь эволюции чаще всего имеет адаптивный или даже регрессивный характер, так как может быть связан с упрощением организации. В любой эволюционирующей экосистеме такое обогащение трофическими аналогами может идти до определенного предела.
Второе направление — это расширение среды обитания, вовлечение в свою экосистему все больше соподчиненных экосистем. Благодаря этому увеличивается количество потенциальных источников жизнеобеспечения и возможность более эффективной нейтрализации побочных продуктов жизнедеятельности представителей таких видов. Это направление эволюции обычно связано с повышением уровня организации живых организмов. Это — путь биологического прогресса.
В условиях реальной жизни на Земле биологическая эволюция использовала обе возможности: и формирование узкоспециализированных видов, и путь биологического прогресса, связанный со все большим расширением ареала обитания. Наиболее крупным достижением биологической эволюции, шедшей по второму пути, было… догадайтесь с одного раза. Конечно, это было возникновение человека!
В 1958 году по инициативе Мао Цзэдуна в рамках «Большого скачка» была организована кампания по борьбе с вредителями полей. В течение 3 мес. были истреблены 2 млрд воробьев и одновременно резко увеличена плотность посевов. В результате уже через год урожаи резко уменьшились. В стране начался Великий китайский голод, от которого погибло, по разным подсчетам, от 15 до 30 млн человек. Популяцию воробьев пришлось срочно восстанавливать, в том числе за счет импорта этих птиц из СССР и Канады.
Жизнь — в многообразии
Биомасса
Жизнь на планете Земля — это мощный бушующий ураган. Жизнь кипит, отвоевывает территории у неживого. Жизнь настаивает, упорствует в жажде жить.
Сколько видов животных на Земле? Точно этого не знает никто. Ученые насчитывают до 3500 видов млекопитающих и более 850 000 видов насекомых. Несмотря на то, что в течение многих веков исследуется растительный и животный мир, ежегодно публикуются сообщения об открытии новых видов (особенно это касается насекомых), которые обнаруживают даже в давно обжитых и исследованных районах. Наименее изучена жизнь в мировом океане, где сейчас нередко делаются сенсационные открытия.
Особенно велико богатство жизни в субтропической и тропической зонах. Тропики — настоящий рай для земной жизни! Круглогодичное обилие тепла способствует бурному развитию живой природы. Так, в районе реки Амазонки насчитывают около 15 тыс. видов различных животных.
12 % всей поверхности Земли имеет статус заповедников.
Как установили ученые, на участке тропического леса площадью 3–5 км2 может произрастать до 400 видов только древесных пород и еще до 30 видов растений-эпифитов (лиан и др.). Во влажном тропическом лесу на площади 1 га растет 400–700 экземпляров деревьев, относящихся к 100 различным видам. В тропических районах Америки насчитывают до 50 тыс. видов различных растений, а в лесах Африки насчитывают до 130 тыс. видов только цветковых растений. На острове Ява растет около 1,1 тыс. различных видов деревьев, на острове Цейлон — около 1,5 тыс. видов, на Филиппинах — до 10 тыс. видов растений, а в бассейне р. Амазонки — до 2,5 тыс. древесных пород.
В Бразилии описано 500 видов птиц, при этом только мельчайших представителей мира птиц — колибри — обнаружено в этих краях около 120 видов. В окрестностях города Белена, в бассейне р. Амазонки, ученые обнаружили 700 видов бабочек. Велико и разнообразие рыб в водоемах тропиков. Только в Амазонке их обитает около 2 тыс. видов, что вдвое больше, чем в бассейне Средиземного моря.
И естественно, поскольку разнообразие жизни в тропиках очень велико, там много и видов, представляющих опасность для здоровья и жизни человека: ядовитых растений и животных, ядовитых насекомых, насекомых-переносчиков болезней, опасных и ядовитых рыб и рептилий.
Огромные и микроскопические, хорошо известные, только что открытые или вовсе неведомые, подземные и небесные, красивые и не очень, безобидные и смертельно опасные. Простые и очень сложные, зеленые, пернатые, пресмыкающиеся, насекомые, млекопитающие. Их неисчислимо много, они разные. И все это — порождение и богатство Земли, вечно земное дыхание всеохватного неба.
Самый большой синий кит в истории был выловлен норвежскими китобоями в 1926 году. При длине в 34 м кит весил 177 тонн.
Если представить, что синий кит встал на хвост, то его голову мы увидим на уровне десятого этажа многоэтажного дома. Длина синего кита составляет 33 м, вес — 150 т. Чтобы уравновесить такого исполина, на другую чашу весов нужно было бы поставить 2 тыс. человек или 40 автобусов. В теле кита 10 т крови, а одно только сердце весит около тонны. Синие киты имеют самую совершенную и хорошо развитую дыхательную систему. За пару секунд животные могут выбрасывать до 2 тыс. л воздуха. Благодаря высокоразвитой системе дыхания синие киты способны находиться под водой и не дышать в течение 40 минут.
Некоторые зоологи считают, что предками китов были копытные животные, потому что и у тех, и у других имеется многокамерный желудок, многодольчатые почки и двурогая матка.
Китообразные являются самыми «быстроходными» обитателями океана и превосходят в скорости рыб, которыми питаются. В результате исследований ученые получили данные о скоростях, которые могут развивать киты в погоне за добычей. Опыты над особями, обученными гоняться за плавучей приманкой, показали, что киты могут двигаться со скоростью 40,6 км/ч. Вероятно, еще быстрее двигаются касатки, которые иногда атакуют даже дельфинов. А ведь дельфины очень быстро плавают, их еще надо догнать! По наблюдениям с судна, замерявшего быстроту хода, максимальная скорость, которую удавалось развить касаткам в течение 20 мин, колебалась от 38 до 55 км/ч. Обтекаемая форма тела с относительно гладкой поверхностью, очень гибкий хвостовой отдел позвоночника. Имеющийся у некоторых видов спинной плавник играет роль стабилизатора, который придает телу большую устойчивость в воде. Все плавники хорошо обтекаемы и в поперечном сечении имеют форму вытянутой капли. Идеальный снаряд.
Для того чтобы нырять на большую глубину, кит должен уметь задерживать дыхание. То есть запасать энергию, необходимую для сокращения мышц, деятельности желез и всего организма. Но, несмотря на все эти трудности, киты ныряют на 20–30 мин, а то и на целый час. Зафиксированы факты, когда крупные киты проводили под водой до 1,5 часа.
Самцы гладких китов обладают самыми крупными яичками среди животных — вес каждого достигает 500 кг.
Детенышей синих китов можно считать самыми быстрорастущими малышами в мире животных. С каждым днем масса китенка увеличивается на 80—100 кг. После периода отлучения малыша от материнского молока молодой кит обычно весит около 23 т, а его рост составляет 17 м. Для того чтобы выносить и вскормить такого гиганта, матери требуется несколько лет. Вот почему малыши появляются у синих китов в среднем только один раз в два года.
Африканский слон относится к отряду хоботных млекопитающих. Он признан самым крупным наземным млекопитающим. Рост его порой достигает 3,5–4 м, а вес при этом равен 5–7 т. В ноябре 1974 года охотниками был убит самый крупный представитель вида. Это был самец, масса тела которого превышала 12 тонн.
Африканские слоны предпочитают селиться в тропических лесах, потому что там много пищи и воды, ведь слон — это травоядное животное: он питается плодами, а также листьями деревьев и кустарников.
Слоны обладают очень толстой кожей. А их визитная карточка — длинный хобот, который есть не что иное, как сросшиеся между собой и видоизмененные верхняя губа и нос. Помимо этого, у них имеются бивни, располагающиеся на верхней челюсти — видоизмененные резцы.
Вообще-то слоны — это мирные, неагрессивные животные. Но в период спаривания, во время так называемого муста, когда из кожной железы, расположенной на виске слона между ухом и глазом, начинается выделение черного секрета, они становятся раздражительными и злобными. Этот период длится примерно три недели. Размножаются слоны в любое время года. Слониха ходит беременной 20–21,5 месяца.
Слоненок рождается хорошо сформированным, покрытым довольно густой шерстью. Уже через минуту после рождения малыш встает на колени, двигает хоботом, а еще через несколько минут поднимается на ноги. Примерно через час слоненок начинает делать первые самостоятельные шаги, пытается сосать молоко, но нормально поесть он может только через 3 часа.
Слониха кормит детеныша около двух лет. Она заботливо ухаживает за ним, а если в группе есть и другие взрослые слонихи, то они помогают матери воспитывать малыша. Поэтому их иногда называют «тетушками».
Быки практически не различают цветов. Поэтому они реагируют на красный цвет точно так же, как на зеленый или синий, то есть никак. На быка раздражающе действует не красная тряпка, а то, что кто-то больно его ранит, да еще и машет чем-то у него перед носом.
Другое крупное животное тропиков, носорог, для того чтобы защитить себя от досаждающих насекомых, целый день лежит в грязной жиже у берега водоема. После захода солнца он выходит на пастбище, чтобы насытиться на весь следующий день.
Яванский носорог считается самым редким на планете видом млекопитающих. Сейчас немногочисленные представители этого вида обитают в Юго-Восточной Азии (о. Ява, Вьетнам). В настоящее время насчитывается не более 70 особей. Причиной сокращения численности яванских носорогов стало их истребление человеком, охотившимся на животных из-за рогов, идущих на изготовление сувениров и разнообразных поделок.
Белый носорог — второе по величине (после слона) сухопутное животное: его рост — 1,8 м, вес — 3 т и больше, у него даже рог длиной с небольшого человека! Но это очень редкий зверь.
Пища носорогов — это трава, ветки деревьев и кустарников, а также камыш и другие озерные и болотные растения. Они весьма неприхотливы в еде: едят и колючки, и сухие ветки, и корни. Мощные челюсти носорогов позволяют им без труда разгрызать и пережевывать сучья диаметром до 4 см.
Африканские носороги породы борелло и кейтлоа считаются самыми свирепыми. Их может раздражать что угодно. В ярости они крушат и ломают все на своем пути и убивают любое живое существо, оказавшееся на их дороге.
Сон у носорогов очень крепкий. Африканские мальчишки играют в такую игру: один тихо подкрадывается к спящему носорогу и кладет ему на спину камень. Второй должен этот камень забрать. Третий и четвертый начинают все сначала, и так до тех пор, пока носорог не проснется.
Еще одному гиганту, гиппопотаму, в день требуется 40 кг корма. Высота бегемота в холке — до 1,5 м, длина — до 4,5 м; вес взрослого самца — до 4 т, самки — до 3 т. Опубликованы данные Ветеринарного управления Кении касательно веса частей, из которых состоит бегемот. В одной туше кенийцы нашли 520 кг чистого мяса и 33 кг жира; 27 кг весила печень, 7–8 — сердце, 5 — язык, 9 — легкие, 280 кг — кости. Кожа весила почти столько же, сколько кости — 248 килограммов.
Одну часть тела бегемот использует не совсем обычным образом. Это хвост. Если, допустим, кабан вертит своим хвостиком в минуты наслаждения едой, то бегемот делает это, выбрасывая экскременты. Своим хвостом он измельчает их и рассеивает по сторонам. Экскременты животного, как и газы, выходящие через пасть, не имеют смрадного запаха. Они являются отличным удобрением для прибрежной растительности, а также способствуют развитию планктона в воде.
Бегемоты вертят хвостом по самым разным поводам. Например, встретив на пути самку, самец приветствует ее лихим разбрызгиванием, а самка отвечает ему тем же. Этот же жест может стать выражением угрозы и вызовом на бой.
Самыми крупными представителями отряда хищников считаются уссурийские бурые медведи. Длина тела отдельных особей нередко достигает 2,5 м, а масса составляет 700 кг. Самыми крупными вырастают звери, живущие на полуострове Камчатка и на Дальнем Востоке. Часто бурые медведи производят впечатление неуклюжих и медлительных существ. Но во время охоты они проявляют невероятную ловкость и подвижность.
У белых медведей темная кожа, а мех не белый, а прозрачный.
У всех медведей новорожденные детеныши очень маленькие и беспомощные: голые, слепые, 300–400 г весом, длиной 24–28 см, с обхватом груди 18–19 см. Зубов у них нет, ушные проходы закрыты. В берлоге медвежата растут очень медленно. В возрасте 1 месяца они едва достигают веса 1 кг, а в двухмесячном — 2 кг. В это время медвежата еще абсолютно беспомощны, но в 2 месяца уже покрываются волосами, начинают видеть, слышать и передвигаться по берлоге. Медведица кормит их молоком в течение полугода, хотя приобщаться к пище взрослых они начинают уже с мая. К первой осени своей жизни молодые медвежата весят примерно 16 кг, к концу второй осени — 30–40 кг.
Отпечатки пальцев австралийского сумчатого медведя коалы неотличимы от отпечатков человека даже под микроскопом.
Медведь панически боится даже следов тигра.
Тигр — это самый крупный представитель семейства кошачьих. Типичная кошка — только огромных размеров! Это один из наиболее крупных наземных хищников вообще, уступающий размерами только бурому и белому медведям. Длина его тела колеблется от 1,5 до 3 м у разных подвидов, а вес — от 120 кг у мелких островных форм до 300 кг и более у амурского тигра. По длине тела и весу тигр превосходит льва. Он очень силен. Охотники не раз становились очевидцами того, как тигр перетаскивал задушенную им лошадь на расстояние 500 м и более. Тигры — хорошие скалолазы и пловцы. Они свободно переплывают такие широкие реки, как Амударья и Амур.
Следующие хищники, львы, являются великолепными прыгунами: их тело состоит практически из одних мышц. Лев способен перепрыгнуть через ущелье шириной 10 м. Понятно, что изгороди высотой 3 м для львов — смехотворное препятствие.
Хвост у льва длинный, тонкий, но невероятно сильный. Он может вдруг стать прочным, будто из металла. Лев может бить хвостом, как мощной плетью. Самой примечательной деталью хвоста является кисточка, в которой скрыт шип — оголенный последний позвонок. Кисточка на конце хвоста, в отличие от гривы, бывает и у льва, и у львицы.
Львы умерщвляют свою жертву быстро. Они прыгают сбоку или сзади на спину добычи, наваливаясь на нее передней частью тела, при этом задние ноги остаются стоять на земле. После этого передней лапой они хватают животное за голову и рывком дергают к себе. Говорят, что при этом ломаются шейные позвонки жертвы. Они также могут впиться зубами в горло и задушить добычу таким образом. Иногда с этой же целью лев зажимает добыче нос. То, что в природе не бывает вредных животных, ясно давно. Тем не менее, интересно узнать, скольких животных должен умертвить живущий в дикой природе лев, чтобы выжить. На свободе лев способен съесть за один раз до 18 кг мяса, а по другим оценкам даже 31! Но он зачастую убивает больше животных, чем может съесть. Ученые-натуралисты подсчитали, что в среднем за год лев убивает 19 животных весом 117 кг. За 10 лет это составляет 190 жертв.
Самый большой дождевой червь на Земле — гигантский австралийский червь — достигает 2 м в длину.
Самые маленькие высшие животные нашей планеты — землеройки. Чемпионкой по минимальному весу является крошечная бурозубка — ее вес составляет в среднем 1,6–2,9 г! Между тем, землеройки сами являются хищниками, причем ночными. Тонкий слух и обоняние помогают им безошибочно находить пищу, а эхолокация имеет определяющее значение для ориентировки в пространстве. Жертвами землероек становятся не только насекомые, но и мыши, земноводные, мелкие птицы и даже рыбы.
Землеройки отличаются особой прожорливостью. Вряд ли еще в природе можно отыскать существ, съедающих за сутки количество пищи, равное весу их тел. Причем пища поглощается как днем, так и ночью. Мучимая голодом землеройка способна съесть даже собственных детей. Землеройки погибают уже через 1,5–2 часа, если за это время им не посчастливилось поймать добычу — червя или лягушку. Почему же тогда землеройки такие маленькие?! А дело в том, что малые размеры тела этих животных связаны со значительным расходом тепла, приходящегося на единицу веса. Видимо, их необыкновенная прожорливость тоже объясняется высокими энергетическими затратами на теплоотдачу и ведение активного образа жизни.
Самый маленький из известных науке динозавров был ростом 4 дюйма и весил меньше собаки породы чихуахуа.
Игрунковые обезьянки считаются самыми общительными среди представителей класса приматов. Свои эмоции они выражают с помощью мимики, двигая губами, веками, ушами и даже пучками волос, растущих на голове. Однако главным средством общения для игрунок остаются обонятельные сигналы. В качестве таких меток используются слюна, моча, выделения кожных желез. А наносят их обезьянки не только на понравившиеся им предметы, но и на своих сородичей и на себя.
В борьбе с самой ядовитой гадюкой еж всегда одерживает победу. Схватив змею за хвост, он сразу же сворачивается в тугой клубок, и все попытки гадюки атаковать противника оказываются безрезультатными. Постепенно еж затягивает змею под себя и съедает ее. Примечательно, что яд гадюки не оказывает на маленького колючего хищника никакого действия. Еж нечувствителен к различным ядовитым веществам: кантаридину шпанских мушек, яду пчел, шмелей, едкой крови божьих коровок и волосатых гусениц.
Иглы защищают ежей от холода не хуже, чем шкуры защищают других животных.
Джейраны являются самыми выносливыми среди парнокопытных, обитающих в пустынных и полупустынных районах. Они населяют полукустарниковые и солянковые пустыни и злаково-солянковые полупустыни, найти воду на территории которых удается крайне редко. Чтобы утолить жажду, они могут пройти расстояние в несколько десятков километров, и при этом пить не только пресную, но и солоноватую воду.
Характерной особенностью внешнего вида сайгаков является наличие на передней части морды своеобразного вздутия, напоминающего недоразвитый хобот. Такой некрасивый нос играет важную роль в жизни животного. Оснащенный многочисленными кровеносными сосудами, этот «минихобот» помогает сайгаку очищать, согревать и увлажнять воздух, поступающий сначала в бронхи, а затем в легкие. Кроме того, во время бега животного нос вступает своеобразной насосной трубой, поставляющей необходимое количество воздуха. Можно сказать, что у сайгака «двигатель с турбонаддувом». Благодаря особенности строения внешнего дыхательного органа животное стало одним из самых быстрых среди парнокопытных. Сайгаки способны развивать скорость 72–75 км/ч, не затрачивая при этом особых усилий. А скорость сайгаков при беге на длинные дистанции нередко достигает 50–60 км/ч, причем с такой скоростью животные способны бежать до 1,5 часа.
Рекорд долгожителя среди всех живых существ принадлежал слоновой черепахе Аддвайту, которая умерла в зоопарке Калькутты в 2005 году в возрасте 250 лет.
Пресмыкающиеся, или рептилии, — непосредственные предки птиц и зверей. Они являются первыми настоящими наземными позвоночными, эволюционными потомками земноводных. Жили представители данного класса уже в каменноугольном периоде палеозоя, примерно 300 млн лет назад. В мезозое рептилии доминировали всюду: на суше, в воде и в воздухе — не случайно мезозойская эра получила название «век ящеров».
Рептилии покрыты роговыми чешуйками, или щитками. Они пойкилотермны (ранее использовался термин «холоднокровность»): это значит, что температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Продолжительность жизни пресмыкающихся рекордна для животного мира. Так, гигантские черепахи живут до 200 лет.
Крокодилы — старейшие представители земной фауны. Их тоже можно назвать долгожителями: они могут жить 80—100 лет, но при благоприятных условиях и больше. В 1903 году в Восточной Африке убили старого крокодила длиной 7,6 м, при этом у него не хватало четверти хвоста. Туловище этого гиганта составляло в обхвате около 4 м. Однажды в желудке убитого крокодила охотники обнаружили полуразложившиеся останки носорога.
Крокодилы появляются на свет из яиц, напоминающих по размерам гусиные. В зависимости от вида в одной кладке насчитывается от 10 до 100 яиц, причем ко времени кладки в них уже находятся эмбрионы, развитие которых начинается еще в материнской утробе.
Комодских варанов зовут драконами неспроста. По размерам они уступают разве что крокодилам, да и то только некоторым видам. Средняя длина взрослых варанов составляет 3 м, вес достигает 150 кг. Во время трапезы дракон хватается зубами за край грудной клетки жертвы и отрывает от туши крупные куски мяса с костями. За 17 мин животное способно уничтожить 27 кг мяса.
При заглатывании крупных, 2—3-килограммовых кусков комодский варан помогает себе передними лапами, иногда он вытягивает вперед голову, способствуя тем самым быстрому прохождению пищи в желудок. Случалось, что большие куски мяса или оторванная оленья нога застревали в глотке. Тогда дракон начинал сильно мотать головой из стороны в сторону, это продолжалось до тех пор, пока кусок не выскакивал из пасти.
Если курице сунуть голову под крыло и перевернуть ее вверх тормашками, она заснет.
Варан целиком проглатывает кур — вздрагивающие, еще живые птицы лучше скользят по пищеводу в желудок! Что касается более крупных животных, например свиней и водяных буйволов, то он не стремится проглотить их сразу целиком, а сначала сильно кусает и таким образом инфицирует высокопатогенными, разлагающими белок бактериями, которые содержатся в его слюне. Жертвы пытаются убежать, но убегают совсем недалеко. В течение нескольких часов они заболевают и становятся настолько слабыми, что либо умирают, либо уже не оказывают варану никакого сопротивления. Часто к такому пиршеству присоединяются еще несколько варанов.
Насытившись, комодский варан идет отдыхать. В укромном тенистом местечке он наслаждается прохладой и спокойно переваривает проглоченную еду. Однако через 2–3 ч животное вновь готово к приему пищи.
Известны 20 видов мухи цеце. Многие из них являются переносчиками трипаносом. Трипаносомы, встречающиеся в крови диких обитателей африканских лесов, в частности антилоп, не приносят существенного вреда своим хозяевам. Однако напившаяся крови такого животного муха цеце становится очень опасной для жизни человека. Трипаносомы, переносимые цеце и попадающие в кровь человека при укусе, вызывают у жителей тропических районов развитие сонной болезни — тяжелого заболевания, сопровождающегося лихорадкой, сонливостью и полным истощением организма. Ежегодно от сонной болезни погибает значительное количество темнокожего населения Западной Африки, и эффективного средства борьбы медицина до сих пор не знает!
Паук-крестовик каждое утро съедает свою паутину, а затем плетет ее заново.
Личинки жуков-дровосеков очень выносливы, при наступлении неблагоприятных для развития условий они делают все возможное, чтобы выжить. Известен ряд случаев, когда в подсохшей или малопитательной древесине на протяжении 40–45 лет обитали личинки усачей, превратившиеся затем в карликовых жучков-мутантов. Точность этих наблюдений не вызывает сомнения, поскольку насекомые появлялись из мебели и стен старых домов, построенных почти полвека назад.
Скорее всего, личинки попали в предметы домашнего обихода и деревянные конструкции домов еще во время заготовки строительного материала. Неблагоприятные условия замедлили их развитие, но личинки сумели выжить.
Жуки-дровосеки способны прогрызать металлические вещи. Долгое время исследователи полагали, что насекомые выделяют какие-то вещества, способствующие разложению цинка или свинца. Однако, в конце концов, было установлено, что жуки воздействуют на металлы механически.
Среди крупнейших представителей данного семейства особого внимания заслуживает дровосек-титан, встречающийся в долине Амазонки и на значительной территории Южно-Американского континента. Это насекомое достигает 180 мм в длину. Лишь немногим уступает ему бразильский дровосек-большезуб, длина которого составляет 140 мм.
Жуки-дровосеки являются представителями самого многочисленного семейства усачей. Представитель этого семейства яванская батоцера получила известность благодаря своим огромным усам, достигающим в длину 220 мм.
Тараканы — очень древняя группа насекомых, которые жили на Земле еще 350 млн лет назад: в породах этого возраста найдены их окаменевшие останки. В настоящее время их известно около 2500 видов, большая часть которых (около 80 %) обитает в тропических лесах. В Европе насчитывают порядка 55 видов.
Тараканы могут сплющивать тело до толщины листа бумаги, чтобы пролезть в узкие трещины. Они могут находиться в замерзшем состоянии неделями и, оттаяв, вернуться к жизни без всяких последствий. Экспериментально подтверждено, что тараканы могут жить без головы несколько недель.
В настоящее время ученые насчитывают примерно 8663 вида птиц и около 100 млрд особей.
Африканские страусы — самые крупные птицы. Самцы весят до 150 кг и могут достигать роста 3 метра.
Страусы никогда не прячут голову в песок. В случае опасности они просто убегают, развивая скорость до 70 км/ч.
Самка страуса несет самые большие яйца. Длина страусиных яиц достигает 25 см, диаметр их может составить до 20 см. Весит такое яйцо иногда около 2 кг (сварить вкрутую его можно за 2 ч). Сколько же это обычных куриных яиц? Проверьте!
В Ботсване и Зимбабве пастухи часто вместо собак используют обученных страусов.
Пингвин — одна из самых крупных птиц на Земле. До сих пор исследователи не могут точно установить, каковы родственные связи пингвинов с другими видами пернатых. Иногда даже предлагают выделить пингвинов в совершенно особый подотряд или даже подкласс.
Пингвины могут пить морскую воду. Избыток солей концентрируется в специальных солевых железах и выводится через ноздри.
Пеликаны размером чуть больше вороны. Но они очень тяжелые: иногда их вес может достигать 15 кг. Пеликаны славятся своими огромными крыльями, размах которых бывает больше 3 метров!
Самый крупный среди альбатросов — странствующий. По величине с ним может сравниться только лебедь. Это длиннокрылая птица. Размах плоских белых крыльев альбатроса достигает 4 метров.
Очень старые, очень большие и толстые
Любители деревьев не устают рассказывать о самых высоких деревьях, самых толстых и о самых старых. И тема эта никогда не исчерпывается, потому что их рассказы никогда не совпадают.
В Сенегале были найдены деревья, чей возраст насчитывает более 5 тыс. лет! Одно из таких деревьев видел исследователь Мишель Адансон, когда путешествовал по Сенегалу в 1794 году. Он измерил диаметр дерева — получилось более 9 м, и определил его возраст как 5150 лет. Растения рода «адансония», названного в его честь, обычным людям знакомы как баобабы. Нам они известны по детским стихам Корнея Чуковского и по смешным, но недетским песенкам Владимира Высоцкого. Подтверждать возраст баобабов — сложная научная задача, ведь годовых колец, как у других деревьев, у них нет. Но ученые справляются. Самым знаменитым среди адансоний является африканский баобаб. Именно он тиражируется в сознании людей как «классический баобаб». Это определенная, вполне специфическая и уникальная внешность. Высота относительно небольшая — 12–20 м. Зато толщина ствола — вне всякой конкуренции и впечатляет: в поперечнике она достигает у африканской адансонии 10 м, а окружность ствола — 30–40 м. В Книге рекордов Гиннесса есть упоминание о баобабе обхватом 54,5 м. По легендам бушменов, безумным «садовником», впервые посадившим баобаб «вверх ногами» — не кроной, а корнями к солнцу, был не иначе, как черт, злой дух.
Древесина баобабов мягкая и пористая. В сезон дождей она накапливает огромное количество воды — до 120 тыс. л! Из-за этого слоны почти целиком поедают удивительные деревья, получая при этом и корм, и воду. Когда начинается засуха, баобаб «худеет» по мере расходования накопленной жидкости. Вследствие этого внутри дерева образуются многочисленные, довольно крупные лакуны. Местные жители приспособили эти полости под кладовки, склады, а иногда и под жилища. Что делать, квартирный вопрос во все времена был одним из главных — так, кажется, замечал булгаковский Воланд? Случается, что для особо крупных полых экземпляров баобаба придумывают и более оригинальное применение. Например, в одном из поселков Северной Австралии и в местечке Касане (Республика Ботсвана) дупла зеленых гигантов использовались как тюрьмы. В Республике Зимбабве баобаб служил автобусной остановкой (он вмещал до 40 человек). А в Намибии в полом стволе живого растения устроили баню, со всеми удобствами.
За год зеленые исполины становятся толще примерно на 3 см. Они на редкость живучи: корни баобаба в поисках воды проникают вглубь земли на сотни метров, содранная кора нарастает снова, а при уничтожении сердцевины гиганта он не гибнет. Даже если дерево повалится на землю, но при этом хоть один его корень сохранит контакт с почвой, оно будет продолжать расти.
Аборигены находят применение любой части баобаба. Кору, листья, плоды и семена растения употребляют в пищу, из них изготавливают специи, прохладительные напитки, посуду, кофе, мыло, пищевое масло, репелленты, краски, клей, лекарства, ткани, нитки, струны, рыболовные сети и веревки. Последние, кстати, настолько прочны, что их не может разорвать даже слон!
Не только баобаб, но и другие деревья могут иметь колоссальный диаметр ствола и «древнеисторический» возраст. Известно свидетельство, что знаменитое драконово дерево (Dracaena draco) на о. Тенерифе, которое было повалено ураганом в 1868 году, имело в высоту 21 м, в обхвате 13,5 м, а его возраст составлял 6 тыс. лет. На Канарских островах сохранилось еще несколько больших драконовых деревьев, однако местные жители теперь называют их просто «очень старыми». Никаких достоверных данных об их подлинном возрасте, конечно, нет.
Маслина (Olea europaea) — дерево, растущее чрезвычайно медленно, необычайно выносливое и необычайно долговечное. Настолько, что, может быть, деревья, которые мы видим теперь, в наши дни, в Гефсиманской долине, были уже взрослыми на заре нашей эры, во времена Иисуса Христа.
Мексиканский кипарис (Taxodium mucronatum) также достигает значительного возраста. «Дерево Монтесумы» (Cupressus) в парке Чапультепек в Мехико имеет в высоту 60 м и в обхвате 13,5 м и его возраст оценивают в 6 тыс. лет. Гигантское дерево в Эль-Туле имеет в обхвате более 48 м, а его возраст исчисляют в 2 тыс. или даже в 4 тыс. лет. Есть сведения и о других деревьях-долгожителях. Священная смоковница (Ficus religiosa) в Анурадхапуре на Цейлоне считается самым старым исторически известным деревом. Ее, как говорят, саженцем привезли из Индии в 288 году до н. э., и она все еще живет.
Все это только свидетельства, более или менее достоверные. Однако ученые, потратившие много времени на подсчет годовых колец, пришли к выводу, что возраст самых старых секвой равен 2200 годам, а самые старые из мамонтовых деревьев насчитывают от 3200 до 3500 лет. Один исследователь писал, что в 1880 году он насчитал у одной секвойи 4000 колец, но проверить его подсчеты оказалось невозможным, так как найти этот пень не удалось.
Старые тисы (Taxus baccata) в Британии достигают чудовищной толщины благодаря дополнительным стволам, развивающимся впритык к первоначальному. У одного из этих толстяков в полутора метрах над землей окружность ствола равна 11 м. Он и сейчас растет в графстве Херфордшир.
Веерной кокосовой пальме, произрастающей на Сейшельских островах в Индийском океане, принадлежат самые крупные семена на свете. Вес одного семени может достигать 18 килограммов.
Итак, бывают деревья очень толстые. Но бывают деревья почти такие же толстые, но вдобавок и очень высокие.
Гиперион — так назвали гигантскую секвойю (Sequoia sempervirens) — был обнаружен 25 августа 2006 года натуралистами Крисом Аткинсом и Майклом Тейлором. Дерево точно измерили: его высота составила 115,55 м в высоту! Эта секвойя была найдена в отдаленном районе Национальных и Государственных Парков Редвудс, приток Редвуд-Крик, Калифорния, США. Сейчас гиперион подрос еще: он имеет высоту 115,61 м и весьма солидный диаметр в 4,84 м. Площадь дерева оценивается в 502 м2, а его возраст — примерно в 700–800 лет. Точное местоположение дерева держится в строжайшем секрете, дабы толпы недалеких и нахальных туристов, с их безудержной «жаждой впечатлений», не навредили исполину, не нарушили экосистему жизни великого дерева.
Однако самые высокие деревья, какие когда-либо видела Земля, — это не калифорнийские секвойи и не гигантские австралийские эвкалипты. Это — обезьянья колючка (Acacia galpinii), которая росла прежде по берегам реки Магалаквини, притока Лимпопо, на северо-западе Трансвааля в Южной Африке. Наблюдения проводились в 1907 году, когда Эжен Маре, известный южноафриканский натуралист, посетил эту отдаленную область, чтобы обследовать упомянутые деревья. Он обнаружил, что многие большие акации либо засохли, либо были повалены, либо уничтожены огнем. В одном случае ствол дерева полностью сгорел, так что на том месте, где он уходил в землю, остался абсолютно круглый кратер с окружностью 32,5 м. Заполненная золой яма была исследована до 20-метровой глубины — ниже уже никакие измерения были невозможны. Очевидно, огонь пожирал подземный ствол до тех пор, пока его не задушила собственная зола. Дальнейшие исследования на песчаных отмелях реки привели Маре к выводу, что стволы этих гигантских деревьев веками заносились речным песком, в результате чего они ушли под землю на глубину более 30 метров…
Самое большое из уцелевших деревьев было тщательно измерено местным землемером. Оно имело в высоту 82 м, а в обхвате в метре над землей 23,2 м, диаметр его кроны достигал примерно 55 м. Исходя из данных о глубине песка, о выгоревшем дереве, о сужении ствола и т. д., Маре рассчитал, что это дерево, если бы оказалось возможным полностью его откопать, имело бы у основания периметр около 44 м и в высоту примерно 122 метра!
«Глупые и странные» корни
Обычный человек, как мы с вами, даже если он имеет сад, полагает, что корни всех деревьев начинаются где-то под стволом и уходят вниз, глубоко в землю. Но и то и другое оказывается неверным. Деревья, как и люди, бывают странными. Есть корни, которые растут прямо вверх, есть и такие, которые разрастаются вокруг веток и ствола дерева, а не углубляются в землю. Короче говоря, корни могут возникнуть где угодно и расти почти как угодно! Например, Ficus religiosa и Ficus benghalensis: именно они изображены на культовых рисунках и скульптурах в индийских храмах как бы вверх тормашками. А они просто так и выглядят — они могли бы сказать о себе: «Корни вверх!»
Многие растения имеют воздушные корни. У эпифитных орхидей бывают корни-прицепки на всех ветках, а кроме того, более или менее прямые корни, врастающие в перегной из опавших листьев, который скапливается среди листьев орхидеи. То же бывает и у эпифитных папоротников. Вслед за этими растениями сбиваются с пути истинного и деревья. У многих пальм короткие питающие корни прорастают из почвы вверх, в перегной, окружающий растение, и даже в воздух. Корни пальм рафия (Raphia ruffia) развиваются между сухими черешками опавших листьев. Они загибаются вверх и, как полагают, функционируют в качестве дыхательных органов. Обычные корни растут вниз под влиянием силы тяжести и благодаря действию гормонов роста ауксинов. Стебли, наоборот, растут вверх — также под влиянием силы тяжести и, по-видимому, благодаря действию тех же гормонов. Корень и стебель ведут себя диаметрально противоположным образом, реагируя на один и тот же стимул — как два неодинаковых грузика, подвешенные к пропущенной сквозь блок веревке, движутся в противоположных направлениях под воздействием одной и той же силы — силы тяжести.
Однако всякое обобщение заставляет нас тут же указать на исключения. У некоторых пальм (так называемых «бесстебельных бразильских пальм») стебель растет вниз и, таким образом, играет роль корня. По мере углубления стебля в землю почка выгибается вверх, но сам стебель пальмы оказывается перевернутым. А вот дыхательные корни черных мангров (Avicennia nitida) прорастают сквозь ил в воздух и ведут себя словно стебли.
Дерево, у которого всего два листа
В Африке произрастает дерево, которое в течение всей жизни обходится одними и теми же двумя листьями. Не всякий человек назовет вельвичию деревом, так как ее ствол едва достигает в высоту 30 см. Однако этот ствол может иметь в диаметре метр и больше, его древесина так же плотна и тверда, как у самой высокой секвойи, а живет вельвичия не одну тысячу лет.
Сколько листьев на «нормальном» дереве? У вельвичии их… два. Листья появляются на свет из глубоких борозд в широком приземистом стволе, они, как и полагается, очень невелики. По мере роста они становятся широкими, толстыми, кожистыми и ребристыми. Идут годы, столетия и даже тысячелетия, а они продолжают расти, громоздясь бесчисленными складками на песке. Их зеленовато-коричневый цвет не меняется, они не опадают. Со временем ветер пустыни распарывает их вдоль, но все те же два листа продолжают и продолжают расти на стволе.
Методом радиоактивного углеродного анализа было установлено, что, во всяком случае, одна вельвичия имеет возраст в 2 тыс. лет (экземпляры помоложе можно увидеть во многих ботанических садах). Эти любопытные растения, количество которых очень ограниченно, были открыты около ста лет назад в песках безводных областей Юго-Западной Африки, где почти не выпадает дождей. Местные жители называют это растение «отджи-тумбо», что значит «большой господин». Открыл его немецкий ботаник Фридрих Вельвич, и в науке закрепилось Welwitschia mirabilis.
У себя на родине «тумбо» выпускает твердый темный стержневой корень, иногда метров на пять в глубину почвы. Ствол растет преимущественно в ширину и в конце концов приобретает сходство с круглым растрескавшимся столом больше метра в поперечнике. Один наблюдатель сравнил его с пригоревшим караваем. Рваные листья, грудой лежащие на песке пустыни, придают старому дереву сходство с кучей мусора. А влагу эти растения получают исключительно из африканских туманов.
Растущая кукуруза поскрипывает — будто надувные шарики трутся боками.
История ядов
Сок «дерева-людоеда» смертельно ядовит. Поэтому анчар нередко называют именно так. Но это — лишь одно из тысячи деревьев, чей сок способен убивать. Растительные яды издавна использовались для приготовления отравленных стрел и дротиков.
Десятки деревьев содержат в себе наркотические или одурманивающие вещества, и жители областей, где еще сохраняется первобытная культура, используют их для ловли рыбы. В речную заводь бросают толченые листья или кору таких растений, и одурманенная рыба всплывает вверх брюхом прямо в ожидающие ее руки. Неподобранная рыба быстро оживает, а использованное наркотическое средство никак не влияет на съедобность добычи.
Самым сильным ядом является ботулинический токсин типа А. Он в 750 раз токсичнее отравляющего газа зарина.
Детьми мы любили совать в рот всякие неизвестные листья, соцветия и плоды. Потом, правда, у нас болели животы и расстраивался кишечник. Однако иногда опасным может быть даже соприкосновение с едким соком и слишком близкое соседство деревьев, пыльца которых может вызывать кожные сыпи или раздражение дыхательных путей. Скорлупа орехов Anacardium occidentale (это наши любимые орехи кешью) очень ядовита, если ее хорошенько не прожарить, а испарения, поднимающиеся от жарящихся орехов, вызывают сильное раздражение дыхательных путей и могут даже привести к смерти. Плоды манго (Mangifera indica) очень вкусны, но их кожица, сок дерева и запах цветков вызывают у многих людей сильнейшие аллергические реакции. К этому же семейству принадлежит сумах (Rhus). Некоторые его родственники-деревья смертельно опасны. Бирманское лаковое дерево (Melanorrhoea usitata) принадлежит к числу тех пяти деревьев, которых особенно опасаются жители лесов Юго-Восточной Азии. Почему же? Потому что их пыльца и легко испаряющийся сок вызывают очень сильные сыпи, сопровождающиеся болями и повышением температуры, а иногда и смерть.
Желтый цветок «куриная слепота» — так в народе называют лютик едкий — действительно ядовит: попадание сока этого растения в глаза вызывает острую резь и боль. Своим названием лютик обязан тому, что куры, как известно, не видят в темноте.
Многие лесные деревья имеет смысл избегать из-за их обжигающего прикосновения. Это в первую очередь относится к таким «древовидным крапивам», как гигантское жгучее дерево Laportea gigas в дождевых лесах северного Квинсленда. Ф. Бейли сообщал об экземпляре с диаметром ствола 3 м. Местные жители боятся этих деревьев, как чумы, так как молодые листья и веточки покрыты жалящими волосками, которые впрыскивают муравьиную кислоту в кожу тех, кто к ним прикоснется. Такое прикосновение на редкость болезненно. Высушенные листья этого дерева вызывают сильнейшее чихание.
Вот достоверное описание: «Кто боится крапивы? Всех нас она когда-нибудь да обжигала. Неприятное ощущение держится некоторое время, а потом исчезает. Вот что я подумал, когда меня предупредили, чтобы я не дотрагивался до листьев Laportea lusonensis, родственницы так нам известной крапивы жгучей. Дабы показать свое к ней пренебрежение, я коснулся указательным пальцем одного из ядовитых волосков. Мою руку пронизала дикая боль. Это нельзя было ни с чем сравнить! Я, разумеется, ожидал, что она скоро пройдет, однако палец продолжал болеть несколько дней, а кончик его совсем онемел. Лапортея — очень красивое растение: листья ярко-зеленые с лиловой главной жилкой, а плоды великолепного синего цвета. Но мне сообщили, что вид, с которым я познакомился, не идет по жгучести ни в какое сравнение с тем другим — с Laportea subclausa. Он обжигает так сильно, что один натуралист… ощущал ожог жалящих волосков еще спустя несколько месяцев. Лошади… переносят такие ожоги очень тяжело, но рогатый скот к ним нечувствителен. Это, возможно, указывает на наличие какого-то сильного белкового яда, воздействие которого удастся, быть может, объяснить, когда химики установят молекулярную структуру нервных волокон».
Смешение фактов и выдумок в отношении смертоносных деревьев не ограничивается какой-либо одной частью света. Когда дело касается историй о ядах, нередко бывает трудно разобраться, какая доля в них приходится на всевозможные суеверия и вымыслы. Некоторые такие истории просто нелепы. В Южной Родезии растет дерево, которое на языке племени баротсе называется мути-узинацита — «дерево без имени» (Schrebera mazoensis), потому что членам племени под страхом смерти запрещается называть это дерево или хотя бы указывать на него. Возможно, оно считается священным потому, что под ним новый вождь племени обычно принимает атрибуты своей власти. В некоторых областях Западной Африки считается кощунством сажать колу (Cola sp.): согласно поверью, тот, кто это сделает, умрет, когда дерево зацветет. Там, где суеверие не позволяет сажать семена, на плантации пересаживают дикие деревца. В других областях кощунством считается обрезка колы, а в третьих владельцы колы рассекают кору и бьют дерево дубинкой, чтобы ускорить плодоношение.
В Перу индейцы приписывают одному ядовитому дереву, Jacaratia digitata, всяческие зловещие свойства. Они даже боятся спать под ним, чтобы не покрыться гноящимися язвами, которые якобы вызывает его сок. Жители Нижней Калифорнии утверждают, что их hierbe de flecha (Sapium biloculare) — очень опасное дерево, и предостерегают путешественников, чтобы они не ложились под ним спать, если не хотят ослепнуть. Листья этого дерева используются для одурманивания рыбы. В Гане местные жители называют некое дерево «закрой глаза» («катав’ани» на языке туи). Считается, что оно «оказывает одурманивающее действие на тех, кто сидит или спит под ним», а потому к нему относятся с опаской.
В Северной Нигерии приписывают волшебные свойства кроталярии (Crotalaria aschrek): она поставляет «любовные зелья», с помощью которых можно вернуть сбежавшую жену, если она неведомо для себя съест или выпьет их. «Особенно могучее действие оказывают личинки, которых иногда можно найти в стебле; из них — с помощью надлежащих заклинаний и добавления некоторых других веществ — изготовляют мазь. Если мужчина потрет ею глаза, то он станет неотразим для женщин».
Плоды земляники, клубники и малины — не ягоды, а орехи. А вот арбуз, тыква и дыня — настоящие ягоды.
В Западной Африке растет также бобовое дерево из рода лоеснерия — Loesnera kalantha. К нему относятся с таким суеверным почтением, что срубившему его грозит суровая кара. Из него изготавливают чрезвычайно могучие амулеты и, что самое интересное, оно — отличный собеседник!
Потребовалась бы длинная полка, чтобы вместить книги с описанием всех деревьев, которым приписывалось страшное, опасное или мистическое воздействие на человека, а также все связанные с ними мифы и суеверия. В наше научно— технологическое время человек научился относиться к деревьям, которые ему чем-либо угрожают, не со страхом, а просто с уважением. Это уважение распространяется и на деревья, наделенные не опасными, а привлекательными свойствами.
По грибы
Грибы (Fungi, Mycetes) занимают промежуточное положение между растениями и животными. Грибы вездесущи: их можно встретить и на земле, и под водой, и в воздухе. Всего в природе насчитывается свыше 100 тыс. видов грибов. Это группа живых организмов, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми органическими веществами. Все необходимое для жизни — воду и питательные вещества — они получают путем всасывания (осмоса). Большинство грибов — сапрофиты, то есть они живут за счет разложения отмерших организмов, но встречаются среди них и паразиты, вызывающие серьезные заболевания животных и человека.
Царство грибов подразделяется на три отдела: настоящие грибы, оомицеты и слизевики. Кроме видовой классификации существует также экологическая, зависящая от условий жизни тех или иных грибов. В почве обитают почвенные грибы, в воде — водные (как правило, они паразитируют на животных и растениях), известны также грибы, которые развиваются на древесине, бумаге и даже на современных синтетических материалах.
Обычные грибы устроены «просто». Под землей располагается грибница (мицелий), а над поверхностью почвы появляются только плодовые тела, которые, как правило, состоят из ножки и шляпки. В строгом смысле называть грибом плодовое тело — примерно то же самое, что называть шишку сосной или яблоко яблоней. Гриб — это, прежде всего, мицелий. И его размеры иногда бывают просто невообразимыми. Один из крупнейших почвенных грибов, относящийся к виду Armillaria ostoyae, согласно научным измерениям, имеет мицелий площадью 890 га. Это 1750 футбольных полей!
Формы и оттенки грибов настолько разнообразны, что могут служить пособием в художественных школах. Впрочем, многообразие форм и красок — далеко не самое интересное в царстве грибов. Намного более загадочны другие их свойства. Скажем, гриб-слизевик Dictyostelium discodeum в зависимости от внешних условий может быть либо единым многоклеточным организмом, либо скоплением независимых одноклеточных существ. Когда в окружающей среде достаточно питательных веществ, клетки этого удивительного гриба живут поодиночке. Но если запасы истощаются, часть свободноживущих клеток начинает выделять особое вещество (циклический аденозинмонофосфат). Остальные клетки воспринимают это как сигнал к действию и сползаются к «начальнику». Дальше — интереснее! Клетки объединяются в единый плазмодий, который начинает двигаться. Причем делает он это намного быстрее, чем могли бы одиночные организмы. Плазмодий перемещается до тех пор, пока не найдет среду, богатую питательными веществами. Если же это ему не удается, то он образует плодовое тело, на конце которого появляется мешочек со спорами. Споры с силой выбрасываются в воздух. Они пролетают до 12 м (а слизевик-то маленький)! Так появляются новые колонии клеток.
Грибы, как и растения, тоже бывают ядовитыми. Все мы знаем, как можно отравиться грибами, — доходит до смертельных случаев. Однако некоторые грибы пользовались дурной славой задолго до того, как была установлена их принадлежность собственно к грибам. Например, спорыньевые грибы Ascomycetes (Clavicipitales). Спорынья — гриб-паразит. Его споры разносятся ветром. Если они попадают на злаки, то сразу же прорастают, внедряются в завязь, и вместо зерна развивается мицелий. После этого гриб начинает выделять сладкий сок — так называемую медвяную росу, чтобы привлечь насекомых. Привлеченные «угощением» насекомые разносят новые споры гриба на соседние колосья. В конце своего развития гифы (нити мицелия) срастаются и образуют удлиненный рожок черного цвета. Если хотя бы один такой рожок по недосмотру попадет на мельницу, мука окажется негодной, отравленной. Впервые спорыньевые грибы были описаны в 1863 году, но их народные названия (волчий зуб, черное зерно) известны с древности. Спорынья паразитирует на ржаных колосьях и способна вызывать массовые отравления людей. Первые достоверные сведения о непонятном отравлении, вызванном спорыньей, относятся к IX–X векам. В то время заболевание приписывали вмешательству нечистой силы и называли его «ведьмины корчи» или «адамов огонь». В 922 году в Испании и Франции жертвами массовых отравлений стало около 40 тыс. человек. Начинался сильнейший зуд, вслед за ним развивалась глухота, нарушались функции кишечника, затем шли болезненные судороги и психические расстройства. Как правило, при этой форме отравления люди выздоравливали, хотя последствия болезни сказывались еще долго. Другая форма также начиналась с зуда, но потом наступало омертвение пальцев и позже — всех конечностей. Это заболевание чаще всего заканчивалось смертью.
Не менее опасны грибы, вызывающие различные заболевания у животных. От таких паразитов страдают рыбы, птицы, да и человек не может избежать знакомства с ними. Впрочем, именно поэтому отдельные виды грибов-паразитов используют для создания препаратов против вредителей сельского хозяйства (щитовок, свекловичного долгоносика).
Оригинальными природными «боеприпасами» являются и ядовитые грибы-дождевики, растущие в Южной Америке. Среди местного населения бытует множество легенд, в которых рассказывается, как в сложных ситуациях людей выручали эти необычные создания природы. Например, однажды «боевые» грибы спасли безоружных индейцев от военного отряда колонизаторов. Когда до зубов вооруженные солдаты подошли к первым строениям туземной деревушки, им на головы посыпались какие-то плоды, внешне напоминающие тыквы. Самое неприятное заключалось в том, что «бомбы» оказались довольно сильным «химическим оружием»: разрываясь от удара, они выбрасывали плотное облако черного удушающего газа, от которого нестерпимо резало глаза и слезы лились буквально ручьем. Попавшие под «артобстрел» европейцы неудержимо кашляли и чихали. Негостеприимную деревню наемники вынуждены были обойти стороной…
Европейские грибы-дождевики более миролюбивы и не обладают зарядом нервно-паралитического действия, однако испугать человека или зверя могут. Например, шиповатый дождевик, который растет на замшелых древесных стволах и своей симметрией похож, скорее, на инженерное сооружение, недаром получил прозвище «дедушкин табак». Созревая, этот гриб приобретает буро-коричневую окраску и при нажатии на него «выстреливает» плотным дымным облачком спор, напоминающим табачную пыль. Причем взрывается дождевик чаще всего неожиданно, когда на него неосторожно наступают (в осеннем лесу «дедушкин табак» из-за своей маскировочной окраски обычно незаметен). Вреда человеку или зверю такая «газовая атака» не приносит, зато гриб получает возможность выбросить споры, которые с ветром или на одежде разносятся на большое расстояние. Иногда дождевики достигают поистине гигантских размеров. Например, в Румынии на участке одного фермера всего за три дня вымахало такое чудо, имевшее 1,5 м в окружности и весившее более 4 кг. Но так далеко за гигантскими дождевиками ходить не обязательно. В Украине, в Одесской области, в городе Измаиле автор строк, которые вы сейчас читаете, видел, как на городском рынке продавали гигантские дождевики. Один из белых красавцев весил более 7 кг! Продавцы рассказывали, что гиганты растут прямо на полях, и уверяли людей в прекрасных гастрономических свойствах своего товара.
Хозяйки знают, что на продуктах, оставленных в теплом сыром месте, может появиться характерный белый (или сероватый) «пушок». Это — плесневый гриб мукор. А интересен он тем, что вся его грибница состоит из одной-единственной сильно разросшейся и разветвленной клетки, в цитоплазме которой расположено множество ядер. Еще один плесневый гриб — пеницилл — известен всем: он произвел революцию в медицине. В отличие от мукора, он состоит из множества клеток, разделенных перегородками. В клетках пеницилла образуются вещества, способные убивать некоторые виды болезнетворных бактерий, — антибиотики. Самый известный из них — пенициллин. Кстати, пеницилл — это не отдельный вид, а род грибов, насчитывающий около 250 видов.
Многие помнят увлечение чайным (японским) грибом. Его считали чудотворным, панацеей от множества недомоганий. Его выращивали в банках, на подслащенном чайном настое, на поверхности которого он образовывал толстую слизистую пленку. На самом деле это не отдельный организм, а симбиоз дрожжевого гриба с уксуснокислой бактерией. В результате жизнедеятельности «чайного гриба» жидкость приобретает кисло-сладкий вкус и слегка газируется. И, без сомнения, «чайный квас» хорош как освежающий напиток. Но никакими особенными целебными свойствами он, к сожалению, не обладает — медицинский факт!
Далеко не все загадки грибов разгаданы. Вполне возможно, что в будущем грибы наряду с водорослями станут одним из основных продуктов питания, — по крайней мере, в этом убеждены некоторые микологи. Грибы неприхотливы, устойчивы к погодным условиям, достаточно вкусны. Кроме того, уже имеется опыт искусственного выращивания грибов. А возможно, из них будут получены новые лекарственные вещества… Но так или иначе, эти удивительные посредники между растительным и животным миром заслуживают уважения. Ведь они живут на нашей планете по меньшей мере 500 млн лет…
Челюсти!
О существовании в морях и океанах опасных животных люди знали еще в далекой древности, хотя наряду с вполне реальными представлениями были широко распространены рассказы о фантастических морских чудовищах. Известно было об опасных уколах, о ядовитых укусах, об отравлениях при употреблении в пищу морских обитателей, о мелких хищниках и крупных агрессивных созданиях. По данным исследователей, только ядовитых рыб насчитывается около 500 видов, большинство из которых обитают в соленых водах.
Акулы принадлежат к древнейшему классу хрящевых рыб. Точное количество разновидностей акул, обитающих в мировом океане, окончательно не установлено. В настоящее время их насчитывают около 300–350 видов.
Не все акулы опасны. Потенциально опасными следует считать 50–60 видов, а несомненно опасными — 20–25 видов. Впрочем, среди последних имеются такие, нападение которых на людей было зарегистрировано лишь однажды.
Акулы могут размножаться «непорочно». В 2007 году было проведено исследование ДНК детеныша акулы, которое показало, что у него присутствуют только гены матери. То есть не обнаружено никакого участия мужского пола!
Комфортная для акул круглогодичная температура моря — 18 °C и выше. Однако опасных акул нередко встречают и в водах умеренных широт, особенно летом. Акулы нападают в разное время суток, и хотя обычно говорят, что их агрессивность возрастает в сумерки, большинство зарегистрированных нападений акул (94,3 %) приходится на дневное время.
Акулы — отменные нюхачи. Когда они охотятся, именно обоняние играет главную роль. Известно, что акул привлекает наличие в воде крови, даже в очень незначительных количествах. Так вот, важен именно запах крови. То же относится и к другим выделениям. Вибрации, возникающие при резких движениях раненой рыбы или находящегося в воде человека, также возбуждают акул. Акулы — полиция моря. Они чутко ощущают даже на далеком расстоянии звук бросаемого якоря и шум нырнувших в море людей. И вот они тут как тут! Поведение акул еще не изучено полностью. Некоторые виды в одних районах океана считают очень опасными, а в других относят к числу безобидных. Иногда обитающие в каком-либо районе океана акулы в течение многих лет считаются вполне мирными. И вдруг, внезапно — кровавое нападение.
Есть данные, согласно которым в период Второй мировой войны резко возросло число зарегистрированных случаев нападения акул на людей, особенно на членов экипажей судов, терпящих бедствие, и летчиков, сбитых над морем. Известны случаи увеличения агрессивности акул в районах, где производятся подводные работы, сопровождающиеся взрывами.
Как часто акулы нападают на людей? В 1959 году было зарегистрировано 36 случаев. В 1961 году произошло 30 неспровоцированных случаев агрессии акул. По данным Национального музея США, в 70-е годы было зарегистрировано 1410 нападений акул, из которых 447 оказались смертельными для жертв. Некоторые ученые считают, что опасность акул значительно преувеличена, указывая на то, что на дорогах гибнет гораздо больше людей, чем в зубах морских хищниц. Другие говорят, что частота случаев нападения акул на людей, по-видимому, выше, так как далеко не все они регистрируются, особенно в отдаленных от центров информации районах. И к тому же, человеку, пострадавшему от акулы, ничуть не легче от того, что количество жертв автомобильного транспорта гораздо больше!
Существует несколько видов особенно опасных акул-людоедов. Большая белая акула кархародон. Эта акула одна из наиболее крупных — длина взрослой особи достигает 6–8 м и более. Свинцово-серая, иногда почти черного цвета. Спинной плавник тоже черный. Крупные особи иногда бывают полностью окрашены в свинцово-белый цвет. Встречается преимущественно в открытом море тропических и субтропических широт. В теплое время года может заходить в воды умеренных широт. Особенно часто большую белую акулу встречают в морях южного полушария. В Австралии нападения акул на человека чаще всего относят на счет большой белой акулы, которую там называют «белой смертью». Она заглатывает свою добычу целиком. В желудке акулы, пойманной вблизи Калифорнии, обнаружили целого морского льва массой 45 кг.
Серо-голубая акула мако принадлежит к тому же семейству, что и большая белая акула. Длина 2–4 м. Спина синяя (кобальт, ультрамарин), брюхо снежно-белое. Встречается в открытом море, а также в прибрежной зоне тропических и субтропических широт всех океанов и в Средиземном море. В летнее время мигрирует в воды умеренных широт. Считается наиболее быстрой из акульей братии. Ученые указывают на ее агрессивность в нападении и стойкость в обороне. Неоднократно наблюдались случаи нападения этих акул на лодки. Однажды в результате нападения мако на лодку погибло 3 человека. Такими же опасными считают тихоокеанскую сельдевую, белоперую и темноперую акул.
Тигровая акула. Длина 3–4 м и более. Окраска спины — серая или серовато-коричневая, брюхо более светлое. Тигровую акулу повсеместно считают одной из самых опасных. Прозвище «людоед» по праву должно принадлежать тигровой акуле: количество ее жертв настолько превосходит все случаи людоедства, лежащие на совести, скажем, белой акулы, что всякое сравнение просто немыслимо. Так считают ученые.
Эмбрионы тигровой акулы борются друг с другом в чреве матери. Рождается лишь один, съевший всех остальных.
Голубая, или синяя, акула. Принадлежит к тому же семейству, что и тигровая акула. Длина 3–4 м, но попадаются экземпляры длиной до 6 м и даже более. Окраска спины синяя (цвет индиго), бока голубые, брюхо снежно-белое. Окраска очень яркая, блестящая. Встречается преимущественно в открытом море тропических и субтропических, а также умеренных широт. Считается наиболее распространенной акулой Тихого океана. Мнения о ее агрессивности в отношении человека противоречивы, однако многочисленные случаи нападений голубых акул дают основание причислять эту акулу к опасным.
Акула-молот. Длина 3–5 м. Характерная молотообразная форма головы не позволяет спутать ее с другими видами. Встречается как в открытом море, так и у побережья. Обитает повсюду в тропических и субтропических широтах, летом заходит в умеренные. Считается одной из наиболее распространенных акул мирового океана. Часто нападают на пляжах, вблизи берега.
В одном из наставлений военно-морского флота США рекомендовалось при встрече с акулой хватать ее за плавник и мчаться вместе с ней. Считалось, что акула в результате этого «постепенно утратит злобу». В другой инструкции отмечалось, что сведения о поведении акул по отношению к человеку, находящемуся в воде или пользующемуся индивидуальными спасательными средствами, в значительной мере носят умозрительный, теоретический характер.
Широко распространено мнение, что акулы в момент нападения на человека обязательно переворачиваются на спину. Однако серьезные исследователи отмечают, что утверждение о том, будто акулы не опасны на мелководье, так как им не хватает места, чтобы перевернуться на спину, — опасное заблуждение. Они считают схватку с акулой один на один безнадежным для человека делом.
Необходимо соблюдать осторожность при обращении с акулами даже когда их поймали и изолировали от водной стихии. Даже небольшие экземпляры (до 1 м) способны в момент раздражения нанести значительные раны. Удары хвоста бьющейся на палубе крупной акулы могут вызвать переломы, а контакт с жесткой, похожей на наждачную бумагу, шкурой — привести к обширным и глубоким повреждениям кожи. Акулы очень живучи, и поэтому опытные рыбаки советуют быть осторожным с акулой и тогда, когда она внешне кажется уже мертвой.
Колючие и ядовитые
Большая группа морских рыб, а также некоторые моллюски, иглокожие и другие обитатели океана обладают колющими и режущими шипами, нередко снабженными ядовитыми железами. Некоторые животные несут на своих колючках яд экзогенного (внешнего) происхождения (микроорганизмы, токсины).
Скорпены. Распространены скорпены в прибрежных водах многих морей и океанов различных широт, в районах с каменистым дном. Обитают в Черном море. Это малоподвижные донные рыбы. Более опасны уколы тропических видов скорпен.
Рыба-камень (каменная рыба, бугорчатка, бородавчатка, страшная рыба и др.) является ближайшим родственником скорпены. Длина тела до 40 см. Уродливая крупная голова, голое, без чешуи, тело со множеством нитевидных бородавок и листовидных выростов. Глаза посажены высоко и сближены между собой. Рыло повернуто кверху, нижняя челюсть выдается вперед. Рот большой. Это одна из наиболее ядовитых рыб. Т. Рефли считает, что каменная рыба не имеет ни одной приятной особенности. Это, пожалуй, не только ядовитая, но самая неуклюжая и некрасивая рыба. Она стоит в ряду наиболее отвратительных и отталкивающих существ. Сильный быстродействующий яд каменной рыбы оказывает двоякое воздействие на раненую жертву: разрушает красные кровяные тельца и парализует нервные окончания, а затем и всю нервную систему.
Морской дракончик (морская змейка, скорпион) не превышает 50 см в длину. Ядовитые железы расположены в 6 колючках переднего спинного плавника и в шипах жаберных крышек. Эта рыба часто зарывается в песок и поэтому трудноразличима на дне. Распространены в прибрежных водах умеренных и тропических широт. Тропические виды наиболее ядовиты.
Симптомы отравления после уколов колючек и шипов различных скорпеновых рыб и морского дракончика сходны. Непосредственно после укола возникает резкая жгучая боль. Интенсивность ее бывает настолько велика, что пострадавший кричит или теряет сознание. Боль продолжается в месте укола в течение нескольких часов. Кожа вокруг ранки вначале бледная, затем синюшная и воспаленная. Спустя некоторое время область ранки и вся пораженная часть тела сильно отекают. При уколе руки или ноги боль постепенно распространяется, и в ряде случаев возможен паралич пораженной конечности. Из других симптомов могут наблюдаться: сердечная недостаточность, судороги, лихорадочное состояние, бред, тошнота, боли в суставах, расстройство дыхания. Симптомы отравления нарастают в течение 6–8 ч. Возможен смертельный исход.
Скат-хвостокол, или морской кот. Хвостоколы — одна из наиболее многочисленных групп скатов: их насчитывают около 30 видов. Размеры этих рыб различны. Так, гигантский хвостокол достигает в длину 2,5 м. Туловище скатов-хвостоколов имеет дисковидную форму, хвост хлыстообразный, длинный. На хвосте, ближе к его основанию, расположен шип (или шипы), имеющий ядовитые железы. Длина шипа может достигать 30 см. Края шипа имеют зубчики, направленные к его основанию. Рыба донная. Обитает в прибрежных водах всех широт. В тропических широтах встречаются наиболее крупные экземпляры. Как правило, на человека хвостокол сам не нападает, а большинство несчастных случаев вольно или невольно вызваны самим человеком. Раны, нанесенные хвостоколом, могут быть значительными и сопровождаются симптомами отравления. В США, например, ежегодно насчитывают около 1500 пострадавших. Чаще всего человек наступает на хвостокола, неподвижно лежащего на мелководье и присыпанного песком, и тот немедленно наносит удар хвостом.
Конусы. Эти моллюски чрезвычайно опасны для человека. Их насчитывают более 400 видов. Раковины достигают 10–11 см в длину и часто имеют красивую расцветку, обычно в виде волнообразных полос, иногда по типу сложной вязи («текстильный конус» и др.). Некоторые виды конусов вооружены длинным мясистым хоботком, который они могут выдвигать далеко за край раковины. На конце хоботка имеется несколько острых зубов, устроенных по типу терки, у основания которых расположены ядовитые железы. Укол зубов хоботка конуса вызывает острую боль и онемение места поражения. Место укуса бледнеет, синеет. Ощущение онемения может распространиться на другие участки тела. В тяжелых случаях возможны обмороки, спастический паралич скелетной мускулатуры, сердечная недостаточность и др. Уколы некоторых видов конусов смертельны. Известны случаи, когда жертв просто не успевали довезти до больницы.
Осьминоги. Эти моллюски относятся к семейству головоногих. Кто не знает, как выглядит осьминог? Мешковидное тело, 8 щупальцев с двумя рядами присосок, круглые, крупные глаза. Но не всякому известно, что рот осьминога вооружен крепкими роговыми челюстями, напоминающими клюв попугая. Укусы этим самым «клювом» представляют серьезную опасность, особенно если осьминог обретается поближе к тропикам. Мальчик, поймавший на мелководном побережье Австралии осьминога, понес его на сушу. Пока он шел, животное доползло у него по руке до затылка и укусило. Через два часа мальчик умер… Это был мелкий осьминог массой всего-навсего 30–50 г, с длиной щупалец не более 10 см, обитающий в водах Тихого и Индийского океанов. В момент раздражения на его теле появляются голубые фосфоресцирующие пятна и кольца. Встретив такого осьминога, нужно бежать, и поскорее. Яд его имеет сильнейшее и молниеносно быстрое действие. Паралич конечностей, нарушение сердечной деятельности и дыхания… Помимо всего прочего, нарушается свертываемость крови, так что даже микроукуса довольно, чтобы кровь струилась ручьем! Вдобавок яд очень сложен химически, и противоядия медицина не знает до сих пор!
Всегда ли права природа
Френсис Бэкон, один из великих основателей научного мировоззрения, критикуя средневековую веру в вездесущность божественного провидения и в авторитет древних, говорил, что разум и дух склонен видеть в природе больше порядка, нежели присутствует в ней на самом деле. Интересно, что новая (то есть нынешняя) наука, которую Бэкон так неистово призывал и формировал взамен старой, «оперившись» и «набрав вес», сама стала грешить другой, не менее безраздельной верой в абсолютную мудрость не Бога, на сей раз, а природы. Природа всегда целесообразна, природа всегда знает, что и зачем делает!
Вы, наверное, помните еще со школы старую схему эволюции. Жизнь там двигалась рационально, по «идеальному плану» и только в одном направлении, вверх: примитивные представители животного мира, одноклеточные и беспозвоночные, зависимые от температуры рыбы, земноводные и рептилии, теплокровные птицы и млекопитающие. В самом конце и вместе с тем на самой вершине стояли приматы (не зря так названные) и, наконец, человек, который должен был представлять не только венец творения, но и высшую точку эволюции. Никаких ошибок, никаких просчетов, никаких провалов!
Действительно, эволюция жизни обнаруживает глубокую системность. Тому есть многочисленные подтверждения в популяциях, во внутривидовых и межвидовых отношениях живого, в экосистемах, в биоценозах, наконец, на уровне биосферы в целом. И, конечно, нельзя рассматривать жизнь на земле как скопище недостатков!
Защищая термитник, в качестве крайней меры термиты-защитники взрываются, обездвиживая нападающих клейким содержимым своих тел.
Однако, между тем, природе (как и человеку) свойственно ошибаться. Суслики во сне теряют память. Не только мощные и не имеющие врагов носороги, но и некоторые ящерицы разучились спасать свою жизнь бегством. Птицы иногда уверенно летят… в неправильном направлении. А человек, попадая в природную среду и оказываясь «на равных» с животными, вообще не может свести концы с концами и оказывается «очень-очень плохим животным». Далее. Допустим, что биоэволюция на Земле «запрограммирована» прийти к прогрессивной форме человеческого существа. Такие представления подразумевают, что рыбы, например, образуют лишь первую ступень на пути к Homo sapiens. Но ведь они существуют и по сей день. Численность их видов — свыше 30 тыс., и они составляют более половины всех позвоночных животных. Это же модель эволюционного успеха! Но в распространенных представлениях об эволюции рыбам отводится лишь роль переходного звена на пути к другим, высшим видам животных.
«Спусковой крючок» эволюционного процесса — мутация. А мутация никак не запланирована. Она произвольна. Она не направлена от «худшего» к «лучшему». Это произвольное изменение наследственного материала, и весь смысл в том, чтобы обеспечить жизнь биологической инновацией, ведущей только к тому, чтобы у потомства могли появиться возможности и задатки, которых еще не имели их родители. Но никакой конкретной цели мутация при этом не преследует.
На каждого человека на Земле приходится более 250 млн насекомых.
Во время студенческих экспериментов у мушки-дрозофилы (на биологических факультетах с ее помощью всегда изучают генетику) из глаза в принципе может вырасти крылышко. Ну что ж, можно отпустить муху в свободный полет, и, возможно, естественный отбор решит, есть ли у нее эволюционное будущее. Скорее всего — нет. Но может и быть! Если бы эта самая муха была умным созданием и нашла бы в своем уникальном приобретении преимущества в борьбе за выживание, она бы выжила и начала производить потомство. И когда-нибудь, возможно, мы имели бы новый вид мух. Так что же, ошибка природы? Или нет никакой ошибки, а есть тайный план?
Млекопитающие — сложные животные — здесь тоже «не пасут задних». У жирафа длинные ноги и еще более удивительная шея — и он может есть листву с верхушек деревьев. Это что, бесспорное решение? Ведь известно, что жираф чрезвычайно неуклюж в движениях. Поэтому обычно он движется медленно, плавно. А если подступает опасность? Он вынужден сразу, с места переходить в галоп, иначе рискует просто, что называется, запутаться в собственных ногах, споткнуться и упасть прямо в пасть своим врагам! Представьте, что у вас в авто есть первая передача и потом сразу пятая. Что будет с коробкой передач?
Однако все эти и многие другие «проблемные» животные существуют до сих пор. Почему? Потому что они тем или иным способом научились обращать себе на пользу свои же недостатки. Они превращают свои особенности в преимущества. Например, дельфину как млекопитающему животному необходимо постоянно подниматься на поверхность воды для получения воздуха, и поэтому ему нельзя спать. Но, с другой стороны, именно поэтому он всегда видит своих врагов. В конце концов, в эволюции важно не совершенство (да его там и нет!), а талант принимать свои недостатки и делать из них неоспоримые достоинства. И для нас, людей, этот настрой тоже может быть весьма полезным.
Собаки, обнюхав след, точно понимают, в какую сторону бежало животное.
Маленькие водяные медведи
Самыми потрясающими жителями песка являются, пожалуй, маленькие водяные медведи — так их называют. Под микроскопом они выглядят, как мармеладные мишки — ну очень похожи на известные кондитерские изделия. Их нельзя отнести ни к какой существующей группе животных. Маленькие водяные медведи не относятся ни к беспозвоночным червям, ни к членистоногим, таким как насекомые и крабы, а принадлежат сами к себе! Научное наименование — тихоходки. И эти существа являются просто рекордсменами упорства в выживании.
Они живут не только в пляжном песке, но и в жестких условиях водосточных желобов, и даже в лужах. Они выживают в тропических лесах и в арктическом льду. Состоят эти уникумы из головы и четырех сегментов, каждый из которых снабжен втягивающейся парой ног. Причем понятие «нога» использовать в данном случае довольно смело — речь идет скорее об обрубке. Тем не менее, на нем имеются когти или хватательные мембраны, так что тихоходки могут крепко держаться, если вдруг вода вокруг становится бурной, или, к примеру, начинается отлив.
Тихоходки не уплывают вместе с водой, а остаются на суше (хотя являются, собственно говоря, водными животными) — этот факт указывает на то, что они могут оптимально адаптироваться к радикальным изменениям окружающей их среды. Если становится холодно, или крайне жарко, или наступает засуха — они просто останавливают свой обмен веществ. Содержание воды в теле опускается до минимального процентного соотношения, и тихоходка принимает форму бочонка. Возникает вопрос, живы ли еще, в самом узком смысле слова, эти «усохшие» йоги. Ведь по определению (мы помним) существо без активного обмена веществ не отличается от неодушевленной природы и, собственно говоря, мертво.
Так или нет, но в воде тихоходка за 15 мин снова может пробудить себя к жизни! Что же, чудо? Они воскресают! Святые отцы могли бы сделать из этого хороший «мотив уверования». Секрет трюка, во время которого тихоходка сначала превращает клетки своего тела в сухую массу, а затем снова наполняет их жизнью, ученые не смогли объяснить даже приблизительно!
Эти маленькие водяные звери выживают при температуре +125 °C, что гораздо выше точки кипения воды. Обычно достаточно просто прокипятить воду, чтобы очистить ее от вредных бактерий, но в случае с тихоходками придется добавить еще жара.
Ну а устойчивость тихоходок к холоду — разговор вообще особый! Маленькие водяные медведи выживают при температуре –272 °C, что не только удивительно, но и едва ли объяснимо с точки зрения эволюции. Действительно, в нормальных условиях таких температур на Земле не существует — их не было на протяжении последних миллионов лет. В длительный период своей эволюции маленькие тихоходки никогда не ощущали таких низких температур и поэтому не могли иметь возможности приспособиться к ним. Поэтому появляются самые различные предположения появления этих существ на Земле. Говорят даже, что, может быть, они возникли совсем не на нашей планете, а когда-то приземлились здесь как посланцы внеземной формы жизни, возможно, на какой-то комете или же на НЛО. Правда, большинство ученых это предположение отвергает.
Но существует одно более тривиальное объяснение: эволюция просто перестаралась в стремлении к своей конечной цели, как это с ней часто бывает. Было бы достаточно выдерживать температуру в –100 °C для защиты от холода, но –272 °C? Роскошь, которая не приносит тихоходке никакой пользы! То же самое можно сказать о ее способности выживать под большой дозой рентгеновских лучей: мощность излучения в 570 тыс. рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Получается, что далеко не все, внедренное природой в жизнь, имеет смысл.
Рогоносец
Без сомнения, жуки являются самой успешной моделью эволюции. Они существуют более 280 млн лет, в течение которых появилось около 400 тыс. их видов. Никакой другой род из класса насекомых не может похвастаться таким многообразием. Только в одной неуютной для холоднокровных животных Центральной Европе имеется 8 тыс. видов жуков.
Говоря биологическим языком, «букашка» (по-английски «bug») — это «насекомое, которое сосет».
На первый взгляд, этот успех кажется удивительным. Жук неуклюж: если перевернуть его на спину, то зачастую ему очень непросто снова принять правильное положение. В полете он со своими жесткими надкрыльями и мягкими крылышками похож на гибрид старого моноплана с неподвижными крыльями и трескучего вертолета со слишком маленьким пропеллером. При движении по воздуху он не так элегантен, как стрекоза, не так проворен, как комнатная муха, и он совсем не такой виртуозный, как пчела. Поэтому некоторые виды жуков не летают совсем — в обычной жизни это не дает им никаких преимуществ.
Семейство животных с таким большим количеством видов приобрело и различные странности. Так, например, бразильский гигантский жук-усач достигает длины в 17 см — представьте, что будет, если он появится на грядке с капустой! Этот жук и сам испытывает довольно большие трудности из-за своего огромного размера. Как и все насекомые, он обладает трахеями, но примитивная система трубок не так эффективна для транспортировки кислорода, как система кровоснабжения у птиц и млекопитающих. Чем больше жук, тем больше у него проблем с насыщением организма кислородом. Поэтому гигантский жук-усач чрезвычайно медлителен и является легкой добычей для каждого, на кого не способен произвести впечатление своими размерами.
У такого же гигантского жука-голиафа из Центральной Африки проблема иная. Его личинки достигают веса в 110 г… и это бесценный источник белка для местного населения. Совершенно очевидно, что не всегда гигантские размеры защищают от врагов — часто они, наоборот, только привлекают внимание некоторых неприятелей.
Среди насекомых встречаются настоящие гиганты: тропический палочник достигает в длину 33 см, а размах крыльев мотылька Attacus Atlas больше, чем у ласточки, — до 24 сантиметров.
Жуки рода Onthophagus являются еще одним ярким примером того, как эволюционные изменения могут одарить и преимуществами, и недостатками. Этих животных также называют навозниками (или калоедами), что объясняется их любимым местом пребывания. Но не этот факт произвел сильное впечатление на Чарльза Дарвина, а их рога. Да, у этих толстых жужжащих жуков имеются настоящие рога, которые могут варьироваться в зависимости от рода и вида жуков. Рога прорастают то впереди на лбу, то на затылке, то на туловище, непосредственно около головы. Дарвин так и не смог объяснить это явление. Для него так и осталось загадкой, какие преимущества должно было дать различное положение рогов в ходе неотъемлемого от эволюции естественного отбора. Исследователь отложил проблему навозных жуков в долгий ящик.
Современный вывод таков: различное расположение рогов связано с определенной атрофией на теле животных. Эволюция — это не концерт по заявкам, и нельзя иметь все. У кого рога растут спереди на голове, у того меньше усики. Если рога расположены на затылке, тогда размер глаз соответственно меньше. А у кого рога находятся на туловище, тот должен обходиться маленькими крыльями. В общем, рога растут всегда рядом с тем органом, от которого данный вид жуков может отказаться с наименьшими для себя потерями. Расположение рогов соответствует стилю жизни данного вида жуков. У кого рога расположены на затылке и, соответственно, имеются маленькие глаза, тот в своей жизни может обходиться почти без зрения — он ориентируется в мире с помощью других органов чувств. В этом случае эволюция хорошо поработала: жуки за свои рога платят отмиранием иных органов, но из-за этого им не приходится опасаться за свою жизнь.
Еще один феномен навозных жуков имеет такое же объяснение. Дело в том, что мужские особи с большими рогами имеют совсем небольшие яички. В общем, правило для всех навозных жуков одно: чем больше украшение, растущее на голове, тем меньше резервуар для семенных клеток. Это, конечно же, значительно ограничивает способность к размножению. Нечто подобное мы видим у некоторых мужских особей Homo sapiens, для которых дорогой элегантный спортивный автомобиль иногда должен служить компенсацией за посредственный половой аппарат.
И раз уж речь зашла о половой силе и возможной плате за нее, скажем здесь о рыжих вечерницах (это такая разновидность летучих мышей). Здесь ситуация складывается с точностью до наоборот. Эволюция изрядно потрудилась над их яичками. Но вот мозг этих животных стал значительно меньше. Он мал и плох в работе, вследствие чего эти летучие мыши плохо летают, очень неуклюжи. Они мучительно долго выбирают себе место поселения, не способны быстро ориентироваться. Не правда ли, в этом случае тоже возможна аналогия с родом человеческим? Да еще какая! Половые гиганты среди мужских особей homo sapiens встречаются не так уж часто. Но еще реже они бывают наделены при этом высоким IQ.
Это только в кино вампиры злобно и жадно высасывают кровь у своих жертв. Настоящие вампиры не умеют сосать кровь; это просто такие летучие мыши, которые прокалывают кожу жертвы острыми зубками и не сосут, а слизывают выступившие капельки.
Но вернемся к нашим навозным жукам. Не слишком понятен «биовитальный» смысл подмены. Ведь ситуация выглядит довольно странно: тот, кто с помощью больших рогов изгоняет конкурентов с поля боя и тем самым впечатляет женскую особь, оказывается потом несостоятельным в оплодотворении завоеванных объектов?! Так он вряд ли сможет успешно передавать свои гены. Впрочем, может быть, если посмотреть на дело с другой стороны, это не так уж и плохо. Возможно, здесь мы имеем яркий символ надежды, что однажды на наших дорогах станет спокойно, поскольку вымрут все водители спортивных автомобилей.
Рыбы — это не «рыба»!
Рыбы — это древние позвоночные животные, существующие более 400 млн лет. В настоящее время известно примерно 30 тыс. видов рыб, и каждый год открываются все новые. Кто пережил ледниковый период, извержения вулканов и падения метеоритов, кто видел, как приходили и уходили динозавры, тот может поговорить с рыбами о выживании.
Даллия — самая живучая рыба в мире. В пресных водоемах Чукотки и Аляски она выживает, вмерзая в лед на несколько месяцев.
Однако на людей это не производит никакого впечатления. Они считают рыб глухими, немыми и глупыми. Бедняг огромными сетями вылавливают из моря — подсчет ведется в тоннах. Если мы держим их в качестве «питомцев» в аквариумах, то серьезно думаем, что двум дюжинам тропических рыбок для жизни достаточно одного смехотворного кубического метра воды. Мы думаем, что дельфины умеют обманывать акул. А на самом деле «глупые рыбы» не проигрывают «умным млекопитающим»: игра между теми и другими уже многие миллионы лет идет вничью, иначе акулы давно перестали бы интересоваться дельфинами в качестве пищи.
Рыбы — это нечто иное, нежели просто неразумные животные. Они любопытны и исследуют новые объекты в своих окрестностях. К примеру, они очень любят прыгать над плывущими черепахами, а рыба-врач выдувает изо рта воздух, чтобы поиграть с уплывающими наверх пузырями. Акулы подслушивают эхолот дельфинов, а рыба-слон с удовольствием играет с улитками на своем хоботе. Но этот вид рыб и без того является особенным. Шведские исследователи установили, что рыба-слон половину вдыхаемого воздуха использует для работы мозга. Для сравнения: прочие позвоночные используют от 2 до 8 %, и даже человек — всего лишь 20 %. Это должно дать нам пищу для размышлений.
На земле сохранилось всего 6 видов двоякодышащих рыб протоптеров. Когда вода в реках и озерах пересыхает, протоптеров спасает то, что у них есть легкие. Они выкапывают себе в мягком илистом дне гнезда и спят в них до начала следующего сезона дождей, иногда дольше года. Дышат они при этом воздухом, поступающим через верхушку гнезда. А рыбаки вместо удочек и сетей отправляются на рыбалку с мотыгами и лопатами.
Хамелеон
Олицетворением медлительности является хамелеон. Его крайне экономные поступательные движения с отрывистыми шагами объясняются его маскировкой — он подражает листве и ветвям деревьев, слегка шевелящимся от ветра. Но свою походку хамелеон может сделать еще медленнее. Если возникает опасность быть обнаруженным врагом, он застывает, как мертвый, в том положении, в котором находился, и напоминает музейное чучело. Как только хамелеон чувствует прикосновение, он может моментально упасть вниз. Не важно, как долго придется падать: он надувает легкие, которые, как парашют, помогают сократить скорость падения и, как надувная подушка безопасности, облегчают удар.
Еще более исключительной особенностью хамелеона является способность его кожи за несколько секунд принимать полностью новую расцветку. От зеленоватой, защитного цвета, до ярко-желтой расцветки пятнистой райской птицы — такое преображение не составляет никаких проблем для этой рептилии, управляющей своими пигментами непосредственно через нервные волокна. Первоначально зоологи предполагали, что и эта сноровка вырабатывалась в целях маскировки. Но, как установили австралийские исследователи, изменение цвета применяется не для того, чтобы ввести в заблуждение врагов, а чтобы договориться с собратьями.
В частности, самцы хамелеона с удовольствием предстают в образе кричаще пестрых драконов, чтобы произвести впечатление на своих конкурентов или привлечь самку. Это очень легкомысленный поступок, который в диких природных условиях вызывает появление таких прожорливых врагов, как куницы, совы, лисицы и одичавшие домашние кошки, и влечет за собой серьезные последствия. Именно кошки в течение последних лет сильно сократили численность хамелеонов. В животном мире снова и снова получается так, что мужские особи должны платить жизнью за свое пижонство. Они перестали спасаться бегством — это своеобразная «шутка» эволюции.
Глаза хамелеона двигаются независимо друг от друга, поэтому он может смотреть в двух направлениях одновременно.
В отличие от хамелеонов, морские ящерицы с Галапагосских островов устроились очень удобно: в качестве основного цвета они предпочитают черный. Причина заключается в том, что они питаются абсолютно нетипичной для ящериц пищей — водорослями, которые добывают в холодных водах океана. Возвращаясь на сушу, они греются на солнце, чтобы снова запастись теплом. А такой метод работает эффективнее, если кожа темного цвета и больше поглощает солнечные лучи, нежели отражает.
Однако будни морской ящерицы с таким образом жизни становятся очень однообразными: она греется на солнце и дремлет, после чего от 15 до 30 мин ищет водоросли в море, а затем снова греется на солнце и дремлет, потом приходит время ужина и т. д. Уже многие миллионы лет все происходит именно так. Почти целую вечность у морских ящериц практически не было врагов, отчего их далекие прародители не только спокойно расплодились, но и отказались от естественного инстинкта — спасения бегством. Когда Чарльз Дарвин находился на Галапагосских островах, он мог брать этих ящериц голыми руками и бросать в море — и они снова возвращались к нему. Есть в этом какая-то ирония, тонкая и грустная. Дарвин бросает ящериц в море… Может быть, кому другому ящерицы ответили бы иначе — к примеру, вспомнили бы об инстинкте самосохранения и сбежали бы. Но Дарвину ящерицы отвечают со вкусом и стилем, достойным их великого vis-à-vis: они возвращаются обратно и тем опровергают дарвинизм! И ученому ничего не остается, как квалифицировать это поведение как «неповторимый пример очевидной глупости». Утверждение Дарвина могло бы звучать так: «Я не прав с моим радикальным и прогрессистским эволюционизмом». Но нет. Так уж устроена наука: если ящерицы не подчиняются эволюционному учению Дарвина, то это просто глупые ящерицы…
Однако, в любом случае, это очень опасно — в ходе эволюции потерять инстинкт спасения бегством, ведь окружающая среда находится в непрерывном изменении. Так, на Галапагосских островах становится все больше одичавших собак и кошек, которые не знают, что кто-то просто не хочет убегать. Организм морских ящериц, правда, вырабатывает гормоны стресса. Но если к ним кто-то приближается, «…все же они не предаются бегству», — отмечает Томас Редль из Института орнитологии Макса Планка. Причину объясняют тем, что в ходе эволюции больше всего выжило тех животных, которые избегали чрезмерного напряжения. Все может быть. Но кому нужно энергосбережение, если оно приводит вас в желудок врага?
Во время рывка на ипподроме скаковая лошадь может развить мощность в 13 лошадиных сил.
Два переезда равны одному пожару
Путешествия были привлекательны во все времена. Иоганн Вольфганг фон Гёте писал: «Рассудительный человек получает лучшее образование в путешествиях». А примерно столетие спустя Оскар Уайльд утверждал: «Путешествия облагораживают дух и ликвидируют наши предрассудки». Понятно, ни один из этих великих поэтов не знал и понятия не имел, что такое большой туристический лайнер, когда все его пассажиры разом, толпой высаживаются где-нибудь на Майорке. Но, между тем, для нас путешествие есть символ романтической свободы. Не зря мы с тоской смотрим на перелетных птиц, когда они улетают на юг, — не только потому, что пернатые летят к теплу, но и потому, что они просто отправляются в путь. Мы с удовольствием делали бы то же самое, но мы не можем: работа, заботы, долги, условности, недостаток воли.
Однако эстетизация процесса далека от эволюционно-биологического смысла ситуации. А факт остается фактом: перелетные птицы отправляются в путь по необходимости, а не по доброй воле. Когда становится холодно, они уже не могут найти себе никакой пищи и поэтому улетают в более теплые страны, где для них найдется разнообразное питание. Их перелеты полны сложностей и лишений, так что об интересных образовательных путешествиях можно говорить с большой натяжкой.
Перелетных птиц делят на летающих на короткие и на длинные расстояния. Коротким расстоянием, к примеру, является перелет от побережья Северного моря в Грецию, а к длинным расстояниям относится полет из Центральной Европы в Южную Африку. Мировой рекорд в перелете на большое расстояние был поставлен в сентябре 2007 года самкой веретенника по имени «Е7» (при выборе имени ученые не проявили никаких поэтических талантов!). Эта птица без перерыва пролетела из Аляски в Новую Зеландию целых 11,5 тыс. км! Черные крачки одолевают гораздо большие расстояния между Северным и Южным полюсами, но при этом они чаще делают остановки.
Конечно, такие успехи зависят не от оперения. Веретенник незадолго до начала путешествия наедает жировые запасы, которые настолько велики, что с этим дополнительным балластом он едва может держаться в воздухе. Поэтому для выравнивания веса он уменьшает желудок, кишки, печень и почки на 25 %, так как во время беспосадочного полета они ему не нужны. Когда он, наконец, достигает места назначения, резервы израсходованы чуть ли не до последнего грамма. Однако их еще хватает, чтобы дотянуть до ближайшего побережья и подкрепиться несколькими червями и крабами.
В целом экстремальное путешествие веретенника очень рискованно. Оно может обернуться катастрофой из-за самых небольших изменений погоды, как, например, встречного ветра или резкого падения температуры. Или же из-за того, что птица к своей цели прибывает в момент прилива, и подкрепиться на побережье никак не удается. Возникает вопрос: почему веретенник не выбирает более короткие дистанции? Так, во время полета из Аляски в Новую Зеландию он пролетает мимо многочисленных мест, в которых имеется достаточное количество корма, однако он не выбирает такой вариант. Мотивы приключенческих путешествий загадочны, как погружения кашалота, которому на глубине приходится вести опасные сражения с гигантскими каракатицами, хотя сверху имеются большие запасы рыбы, и питаться ими было бы намного безопаснее.
Другой проблемой перелетных птиц является сон. Понятно, что они, как и человек, не могут от него отказываться. Тем не менее, непонятным остается то, спят ли они во время своих беспосадочных полетов, которые иногда длятся сутками, или бодрствуют и восполняют сон позже. И то и другое очень рискованно. Первый вариант опасен потому, что у спящего пилота возникает большая вероятность аварии. И второй вариант небезопасен, так как в сонном состоянии птицы становятся легкой добычей хищников. Возможно, летающие на длинные расстояния птицы имеют такую структуру мозга, которая позволяет его половинам спать попеременно, как это происходит у дельфинов — из-за нехватки воздуха им постоянно приходится подниматься на водную поверхность, что не позволяет спать обоим полушариям сразу. Но пока эти предположения не доказаны, так как птицы неохотно позволяют подключить к себе электроды для изучения деятельности их мозга во время полета.
Для ориентации перелетные птицы используют звездное небо или солнце или же придерживаются магнитного поля Земли, которое даже при облачном небе не бросит их на произвол судьбы. Ученые обнаружили у почтовых голубей на клюве пучок нервных клеток с окисью железа, который реагирует на магнитное поле Земли, как стрелка компаса. Нейроны обладают трехмерным устройством, так что птицы могут определять свое географическое положение точно в любой момент движения.
Но даже отточенные методы «навигации» не исключают ошибок. Так, зимой на баварском озере Аммер можно увидеть различных птиц, которых никак не ожидаешь здесь встретить в это время года, например серебряную цаплю — ей было бы гораздо теплее в своей летней резиденции в юго-восточной Европе. А как понять поведение утки, которая осенью прилетает из теплой Испании в холодную Баварию? Ученые гадают о мотивах такого странного поведения перелетных птиц. Некоторые предполагают, что их запутало изменение климата, другие — что они потеряли ориентацию в вызванном человеком хаосе электромагнитных волн.
Грифы иногда наедаются до такой степени, что не могут взлететь. Птицам приходится ждать, пока их масса не уменьшится естественным путем.
Но возможно, эти птицы так же умны в своем нецикличном поведении, как и успешные биржевые брокеры. Это значит, что зимой они летят с юга на север, так как там у них не будет никаких конкурентов, которые могли бы претендовать на их пищу. Правда, здесь возникает вопрос: могут ли журавль и утка рассуждать настолько разумно?
Недавно исследователи обнаружили, что мозг перелетных птиц меньше, чем у тех, кто остается на зимовку дома. Причина в том, что «домоседки» в холодное время года должны думать, как остаться в живых. Например, черный дрозд, чтобы добыть себе пищу, сметает веткой снег. Или снегирь, который зимой переключается на мох (что совершенно нетипично для снегирей!). Перелетные птицы используют абсолютно иную стратегию: если им становится неуютно, они просто улетают. Для ориентации в пространстве необходимо несколько больше нейронов, но это возможно и при небольшой массе мозга.
Имеется достаточно причин, чтобы выразить уважение птицам-домоседам и не считать их консервативными и негибкими. Ведь они пришли к соглашению с окружающей средой и нашли возможность жить в ней. А перелетные птицы до сих пор с успехом улетают от своих проблем. Но поскольку изменение климата обострилось, они могут сильно пострадать из-за своей недостаточной гибкости.
Умные и игривые
Одни птицы красивы внешне, а другие чудесно поют. Некоторые даже блестят, как звезды эстрады. Но ворóны не относятся ни к одной из этих категорий. Они черные или серо-черные, а если открывают клюв, кажется, будто открывается крышка гроба Дракулы. Однако если оставить без внимания эти факты и отступить от предубеждений, ворона предстанет в совершенно ином свете и покажется райской птицей.
В семейство врáновых входят 42 вида, среди которых хорошо известные нам черный вóрон, серая ворóна, галка и грач. В древние времена эти птицы пользовались доброй славой и считались мудрыми. Но в течение уже многих столетий христианство не принимает этих птиц (хотя даже в Библии рассказывается об их положительных качествах), и их рейтинг опустился на самое дно. Давным-давно сформировалось поверье, что они являются предвестниками несчастья: так, одна легенда гласит, что британской монархии придет конец, если вороны покинут лондонский Тауэр. Поэтому живущим там птицам и в наши дни подрезают крылья, чтобы они не смогли оставить в беде королевскую семью.
В Германии существует квота на отстрел ворон. Они якобы очень сильно расплодились и наносят вред сельскому хозяйству, а из-за их разбойничьих налетов на гнезда других птиц нарушается экологическое равновесие. Научно это не доказано, и чрезмерное распространение ворон также является чистой воды выдумкой: ведь численность каждого вида в экосистеме регулируется естественным образом — иначе в Европе уже давно из птиц жили бы одни вороны. Как видите, и в животном мире дурная слава может быть тяжким бременем.
Вероятно, в распространении этих предрассудков виноваты и всеядность (точнее, расклевывание падали), и высокий интеллект этих птиц, иногда пугающий человека. Самый большой размер мозга среди птиц имеет словоохотливый попугай, но птицы, о которых мы ведем речь, ко всему подходят новаторски. Ученые установили, что они могут планировать совместные действия, пускать в ход инструменты и красть добычу у других животных. Они даже бросают камни в сосуд с водой, чтобы уровень воды поднялся и они могли дотянуться до воды и попить — такой находчивости подчас напрасно ждать от представителей вида Homo sapiens.
Одна из интересных сторон интеллекта ворон — чрезмерное, на взгляд человека, озорство. Нейтрально это можно было бы назвать влечением к играм, но у ворон оно настолько развито и противоречит законам эволюции, что действительно лучше назвать его озорством.
Английский исследователь поведения животных Джонатан Балкомб изучает стремление птиц к удовольствию и играм, поэтому он часто имеет дело с воронами. В Нью-Йорке он наблюдал, как они несколько минут летали вокруг колокольни, не преследуя при этом определенных целей: это не было, например, брачными играми или добычей пищи. «Это просто доставляло им удовольствие», — установил Балкомб. Фокусы вообще являются страстью этих птиц. В бухте Хадсон вороны любят скатываться с крыш и виснуть вниз головой на электрических линиях, чтобы затем в воздухе проделать сальто.
С таким же удовольствием вороны летают спиной вперед, даже на длинные расстояния.
Так как преимущественно это делают мужские особи, некоторые ученые предполагают, что речь идет о типичном мужском хвастовстве. Но против этого предположения говорит тот факт, что большинство самок вообще не смотрит в их сторону. Когда большое количество таких авантюристов собирается на верхушке дерева и полеты заканчиваются большим тарарамом, то, конечно, самки обращают внимание на этот шум, но дополнительные баллы для выбора их в качестве партнера эти пилоты-экстремалы вряд ли набирают.
С точки зрения эволюции сомнительна также манера ворон сердить других животных, например волков, которых птицы зачем-то клюют в хвост. Так, проводились наблюдения за галками, которые иногда без всякой определенной цели летают очень низко над головами собак, а те, в свою очередь, конечно, гоняются за пролетающими птицами. Даже если вороны являются хорошими летунами, подобное поведение для них очень опасно. В любом случае оно не приносит никаких преимуществ для выживания, то есть только доставляет удовольствие.
Самка галки при выборе партнера действует целенаправленно и выбирает самца на ранг ниже, чтобы он не промотал свои силы в каких-нибудь стычках с конкурентами, а вместо этого самоотверженно заботился о подрастающем поколении. Он усердно доставляет супруге пойманных насекомых и личинок майского жука, которых она распределяет маленькими кусочками между своими птенцами. Гармоничная культура простого обывателя вместо шумной жизни мачо — нам, людям, иногда тоже хочется сделать такой выбор. Однако предполагают, что самки галок выбирают эту стратегию только тогда, когда по соседству имеется много гнезд и, соответственно, приходится выносить большое количество стычек самцов. А если местность заселена менее плотно, они предпочитают самого сильного.
Венец эволюции?
Белокурые, близорукие, мучимые зубной болью, подверженные ревматизму… Сколько оплошностей допустила матушка-природа, создавая Homo sapiens?
Считается, что человек находится на самой верхней ступени развития. Он — воплощение триумфа эволюции земной жизни, создание, которое по своей сложности значительно превосходит все другие живые существа. Имеется один человеческий орган, работоспособность которого действительно огромна, — это головной мозг. Он большой и мощный, и потому, вероятно, должен уравновешивать многочисленные физические недостатки человека.
Многое из того, что отличает человека, не совпадает с трактовкой «естественного отбора». К примеру, у нас есть волосы на голове, а основная часть тела безволосая, и нам приходится защищать тело от солнца и холода. А почему у нас разный цвет волос? Почему у многих северных народов преобладают рыжие или белокурые волосы?
У блондинов, как полагают ученые, светлые волосы являются прежде всего результатом «интерсексуальной селекции». Это значит, что мужчины находят блондинок более привлекательными, из-за чего женщины поддаются в ходе эволюции адаптационному давлению и меняют цвет волос на более светлый. С данной гипотезой можно согласиться, если, скажем, почитать объявления о знакомствах, в которых мужчины указывают желаемый цвет волос партнерши. Например, у четырех американских женщин из десяти волосы обесцвечены. Они делают это, в первую очередь, для того, чтобы понравиться противоположному полу.
Почему же мужчины предпочитают блондинок? Красивые, привлекательные детали внешности в природе, как правило, говорят о биологической эффективности особи. Почему мужчины помешаны на правильных чертах лица женщин, большой груди и широких бедрах? Потому что они свидетельствуют о хорошей наследственности и высокий плодовитости! Но эти признаки никак не связаны с цветом волос, и у белокурых женщин совершенно нет биологических преимуществ перед брюнетками и шатенками. Мужская слабость к блондинкам биологически бессмысленна. Однажды был проведен интеллектуальный тест, перед которым мужчины встречались с блондинками. Оказалось, что последние способны не только вскружить голову мужчинам, но и лишить их работоспособности!
При среднем размере тела в 3 мм блоха может прыгнуть на расстояние до 32 см. Если бы люди могли так прыгать, они могли бы перескочить через 2 футбольных поля.
Загадкой остается «маниакальное упорство» природы, продолжающей производить на свет рыжих людей. Рыжие волосы являются продуктом мутации гена МСР-1, который неизменно дает бесцветный тип кожи, сильно реагирующий на солнечный свет. С биологической точки зрения он не дает никаких преимуществ, а в эпоху растущих озоновых дыр даже становится серьезным недостатком. Несмотря на то что количество белокожих и рыжих людей в мире составляет всего 2 %, об уменьшении этой доли говорить не приходится.
Объяснение с помощью интерсексуальной селекции в этом случае не работает, поскольку внешность рыжей женщины и тем более рыжего мужчины далеко не всегда находят привлекательной. Более того, «огненноволосых» принято считать излишне вспыльчивыми. Это не более чем предрассудок, но его достаточно, чтобы значительно снизить шансы представителей данного типа в поиске партнера. И сексуальное адаптационное давление не оказывает ни малейшего воздействия на генетику рыжих представителей человечества.
Ученые обнаружили, что рыжеволосые меньше других чувствуют боль. С точки зрения эволюции это может быть только преимуществом: устойчивость к боли нужна не только во время драки, болезни или при несчастных случаях — страдания женщины при родах тоже облегчаются. Но почему природа дала это качество исключительно рыжим?
Человек обладает обонянием, слухом и другими чувствами. Но равновесие развито у него хуже, чем у лазающих по деревьям обезьян и кошек. Со вкусом Homo sapiens продвинулся дальше, потому что как всеядное животное он располагает исключительно разнообразным меню. Около 10 тыс. вкусовых рецепторов, помогающих в выборе того или иного блюда, находятся на его нёбе и языке — это намного больше, чем у собак (1700) и у кошек (около 500). Рецепторы имеют форму сосочков, но не все из них являются именно вкусовыми определителями: часть из них служит для различения тактильных раздражителей и определения консистенции пищевого продукта, важную для вкусового впечатления в целом.
Около 80 % информации человек получает благодаря оптическому восприятию — он доверяет в основном своим глазам. Механизм преобразования световых лучей в сигнал, который благодаря работе мозга трансформируется в зрительные образы, без сомнения, заслуживает уважения. Недаром Чарльз Дарвин сказал: «Мысль о глазе будоражит все тело». Этот механизм настолько сложен, что едва ли мог бы возникнуть в результате спонтанных мутаций, — здесь теория эволюции вызывала сомнения. Но сегодня Дарвин мог бы быть спокоен. Во-первых, устройство глаза наглядно демонстрирует множество проб и ошибок эволюции, во-вторых, этот механизм все-таки остается несовершенным.
Сетчатка нашего глаза сконструирована «неправильно»: во время эмбрионального развития она никак не связана с центральной нервной системой. Находящиеся внутри черепа зрительные клетки достаточно близки к поверхности, но все же они остаются глубже, чем следовало бы. В результате свет должен проходить через роговицу и различные нервы и кровеносные сосуды, прежде чем он встретится с чувствительными зрительными клетками. Разумеется, это влияет на качество нашего зрения. У значительно более примитивных существ — щетинистых червей — данный процесс выглядит намного проще: свет у них попадает на слой чувствительных клеток напрямую, и для них это серьезное преимущество.
Человек может различать довольно много цветов спектра и всевозможные их комбинации. Более того, он очень хорошо различает цвета. Мыши и собаки не имеют понятия, что такое красный цвет, у китов и тюленей вообще отсутствует способность распознавания цветов, так как в их среде обитания преобладает синий цвет.
Человеческий глаз различает 10 млн оттенков цвета.
Цвета цветами, но острота человеческого зрения чувствительна к помехам. Каждый четвертый европеец страдает близорукостью, потому что его глазное яблоко начинает хуже функционировать с возрастом. Но благодаря человеческой силе духа и это можно пережить. Достоверно установлено, что у близоруких людей интеллектуальные показатели на четыре пункта выше, чем у дальнозорких. Делают даже вывод, что IQ и близорукость зависят от одинаковых генов.
Факт наличия близорукости у человека уже говорит о том, что он генетически несовершенен, если брать в сравнение шимпанзе, эволюционный путь которых 6 млн лет тому назад отделился от нашего. Ученые сравнили 14 тыс. генов человека и обезьяны. В результате был сделан вывод о том, что у шимпанзе с помощью непрекращающегося отбора 233 гена настолько усовершенствовались, что ни одна мутация не смогла бы их улучшить, а у человека лишь 154 таких совершенных гена. Неблагоприятные признаки у шимпанзе на протяжении эволюции отбраковывались эффективнее, чем у человека.
Если принять во внимание генетическое превосходство обезьян, станет понятно, почему они менее восприимчивы к болезням, чем мы. У людей от онкологических заболеваний умирает каждый пятый, у шимпанзе — 2–4 %. А как обстоят дела со СПИДом? Обезьянам эта болезнь незнакома, несмотря на то что они могут быть ВИЧ-инфицированными, как и люди. Их иммунная система, очевидно, нашла способ противостоять таинственным вирусам. Также у обезьян вообще не зафиксированы болезнь Альцгеймера, малярия и ревматизм.
Ярко выраженная предрасположенность человека к заболеваниям суставов является результатом прямохождения. Оно, конечно же, дает нам много преимуществ: благодаря прямохождению развивались мозг и органы чувств человека, и он приобрел значительно более широкие перспективы. Вспомним еще об одной важной отличительной черте человека — о его руках, с помощью которых выполняется основная часть человеческой деятельности. Список черт, отличающих человека от других животных, весьма обширен!
Следует, однако, отметить, что ходьба на двух ногах исключительно медленна, энергоемка и неэффективна. Все четвероногие, достигшие габаритов человека, быстрее и выносливее, чем он. Необходимо предпринять много усилий или хитрых трюков, чтобы вывести их из равновесия, в то время как среднестатистическому человеку достаточно одного толчка.
Большой проблемой является и циркуляция крови по телу, находящемуся в вертикальном положении. Иногда, резко вставая, человек испытывает головокружение, потому что его кровь в этот момент доставляет мозгу недостаточно кислорода. Бывает ли что-то подобное у млекопитающих, находящихся преимущественно в вертикальном положении, — неизвестно. Однако у жирафов из-за их длинной шеи тоже определенно есть проблемы с кровообращением.
Легкие человека также не блещут совершенством. Особая проблема человеческого дыхательного органа состоит в том, что он разбазаривает часть своего потенциала. Воздух попадает внутрь, задерживается на некоторое время для газообмена, а затем выдыхается. Причем кислород поглощается легкими не полностью, и в дыхательных путях происходит смешивание насыщенного кислородом и истощенного воздуха. В результате нашим легочным пузырькам приходится довольствоваться таким смешанным воздухом. Подобную проблему переживают и другие млекопитающие — в отличие от птиц, которые лучше используют насыщенный кислородом воздух. Их организм может получать в течение равного промежутка времени втрое больше чистого воздуха, чем млекопитающее таких же габаритов.
Комары являются самыми опасными для человека животными на Земле. Перенося более сотни смертельных заболеваний (включая малярию, желтую лихорадку и энцефалит), они ежегодно убивают до 3 млн человек.
Список недостатков человека можно продолжать, если не до бесконечности, то довольно долго. Почему, например, мы должны мучиться с зубами, в сердцевине которых находится очень чувствительный нерв, остро воспринимающий боль? И зубы наши покрыты такой нежной эмалью, что ее можно повредить даже конфетой? И вообще, почему, собственно, мы столь восприимчивы к боли? Ужасные страдания онкологических больных приносят мучения и близким им людям.
Почему мы не можем быть бесчувственны к боли, как маленький подземный грызун с забавным названием «голый землекоп» — ведь он не ощутит боли, даже если сожжет на солнце свою гладкую кожу или сломает зуб, копаясь в земле, и спокойно продолжит заниматься своим делом? Почему эволюция обделила нас малым раем, в котором живут эти самые землекопы?
При всем при том у нас есть орган, который мы всегда считали бесполезным и при его заболевании без сожаления удаляли. Но не так давно ученые обнаружили, что слепая кишка является резервуаром для кишечных микроорганизмов, которые могут там продержаться даже во время тяжелейшей диареи. Если наша кишечная флора после диареи или воздействия антибиотиков повреждена, она может быть снова восстановлена благодаря наличию этого резервуара. Для нее червеобразный отросток играет важную роль, являясь хранилищем пробиотиков — живых микроорганизмов, оказывающих оздоровительное влияние на организм человека.
Что ж, один мудрый человек заметил, что ошибки возникают не только потому, что люди не знают истины, но и потому, что люди берутся осуждать то, чего еще не знают.
Все же с анатомической точки зрения человек устроен довольно неудачно. У него нет меха, который предохранял бы его от холода. Он недостаточно быстр и силен. Женщине требуется много времени и сил, чтобы произвести на свет потомство. А после рождения оно настолько слабое, что не может ни бегать, ни самостоятельно питаться. Не зря Иоганн Готфрид фон Гердер (1744–1803) дал человеку определение — «существо, полное недостатков». Чтобы суметь выжить, человеку необходима собственная, приспособленная под его потребности среда, отчасти заменяющая ему настоящий мир: одежда, отапливаемые дома, механические средства передвижения, дороги и т. п.
Создать такое нам вполне по силам, потому что у Homo sapiens огромный мозг, требующий для своей работы 20 % общего количества вдыхаемого кислорода. Но действительно ли огромный мозг — удача для нас и для мира? Какой может оказаться эта искусственная «вторая природа»? Теодор Адорно (1903–1969) и Макс Хоркхаймер (1895–1973), находясь под впечатлением от событий Второй мировой войны, говорили, что коварство мозга и сознания состоит в том, чтобы «делать людей все большими бестиями». Интеллектуалы сомневаются, что после человека вообще возникнет следующий естественный вид. Человек никак не может быть венцом творения, но после него вряд ли появится более совершенное создание, потому что он со своей жаждой власти над природой уничтожает все, что необходимо для появления этого существа.
Немецкий антрополог Гельмут Плесснер (1892–1985) назвал историю человечества «отрицательным натурализмом». Развитие коры больших полушарий мозга человека — ошибка, из-за которой человек вышел из своей естественной колеи и жизненного равновесия. Человек «стал жертвой паразитического развития одного органа, — пишет Плесснер. — Паразитизм головного мозга, возможно, основываясь на нарушениях секреции, одарил его умом, проницательностью, знанием и осознанием мира. Может быть, это осознание всего лишь грандиозная иллюзия, самообман биологически вырождающегося, высосанного полипами мозга живого существа».
Если дальше развивать идею о «вредителе» в голове, нужно обратить внимание на то, что мозг человека сформировался невероятно быстро. По отношению к другим похожим драматическим изменениям эволюции он стал таким, какой он есть сейчас, за «секунду». Так сказать, квантовый переход в истории развития. Киту потребовалось около миллиона лет, чтобы из неуклюжего обитателя суши превратиться в отличного специалиста по фонтанам, человеку же понадобился всего десяток тысяч лет, чтобы раздуть свой мозг до нужной величины и работоспособности. Темп, захватывающий дух. В любом случае, возникает вопрос: развитие мозга следует рассматривать как здоровое явление или как ошибку эволюции? Развитие в быстром темпе часто приводит к погрешностям!
Бактерии составляют от 2 до 5 кг веса человеческого тела.
Но нет причины впадать в уныние. Если мы считаем мозг «паразитом в голове», это еще не означает конец света. Ученые уверены, что даже вирус СПИДа за последние годы развил склонность к самообладанию и оставляет свои жертвы в покое. Не потому, что он смилостивился. А просто потому, что «понял», пройдя жестокую школу эволюции и отбора, что смерть его хозяина одновременно будет означать и его конец. Так что в его интересах, чтобы мы оставались в живых. Почему бы не осознать это «главному паразиту», живущему в нашей голове? Разве он не может понять, что для него же лучше позволить нам управлять собой и меньше настаивать на обязательном осуществлении своих притязаний на власть?
Конечно, нельзя пускать на самотек «очистку мозга». Вирус достаточно примитивен, и он может рассчитывать на то, что когда-нибудь, после разных ошибок и тупиков, эволюция укажет ему путь к выживанию. Мозг не может этого знать. Как орган с большими или меньшими желаниями, он не может ждать милостей от природы. Он хочет и должен взять инициативу в свои руки. Первым шагом было бы осознание того, что все, что живет, имеет на это право, независимо от того, отлично оно создано эволюцией или как попало. Сумасшествием может обладать не только человек, но и сама природа!
Биомасса
Жизнь на планете Земля — это мощный бушующий ураган. Жизнь кипит, отвоевывает территории у неживого. Жизнь настаивает, упорствует в жажде жить.
Сколько видов животных на Земле? Точно этого не знает никто. Ученые насчитывают до 3500 видов млекопитающих и более 850 000 видов насекомых. Несмотря на то, что в течение многих веков исследуется растительный и животный мир, ежегодно публикуются сообщения об открытии новых видов (особенно это касается насекомых), которые обнаруживают даже в давно обжитых и исследованных районах. Наименее изучена жизнь в мировом океане, где сейчас нередко делаются сенсационные открытия.
Особенно велико богатство жизни в субтропической и тропической зонах. Тропики — настоящий рай для земной жизни! Круглогодичное обилие тепла способствует бурному развитию живой природы. Так, в районе реки Амазонки насчитывают около 15 тыс. видов различных животных.
12 % всей поверхности Земли имеет статус заповедников.
Как установили ученые, на участке тропического леса площадью 3–5 км2 может произрастать до 400 видов только древесных пород и еще до 30 видов растений-эпифитов (лиан и др.). Во влажном тропическом лесу на площади 1 га растет 400–700 экземпляров деревьев, относящихся к 100 различным видам. В тропических районах Америки насчитывают до 50 тыс. видов различных растений, а в лесах Африки насчитывают до 130 тыс. видов только цветковых растений. На острове Ява растет около 1,1 тыс. различных видов деревьев, на острове Цейлон — около 1,5 тыс. видов, на Филиппинах — до 10 тыс. видов растений, а в бассейне р. Амазонки — до 2,5 тыс. древесных пород.
В Бразилии описано 500 видов птиц, при этом только мельчайших представителей мира птиц — колибри — обнаружено в этих краях около 120 видов. В окрестностях города Белена, в бассейне р. Амазонки, ученые обнаружили 700 видов бабочек. Велико и разнообразие рыб в водоемах тропиков. Только в Амазонке их обитает около 2 тыс. видов, что вдвое больше, чем в бассейне Средиземного моря.
И естественно, поскольку разнообразие жизни в тропиках очень велико, там много и видов, представляющих опасность для здоровья и жизни человека: ядовитых растений и животных, ядовитых насекомых, насекомых-переносчиков болезней, опасных и ядовитых рыб и рептилий.
Огромные и микроскопические, хорошо известные, только что открытые или вовсе неведомые, подземные и небесные, красивые и не очень, безобидные и смертельно опасные. Простые и очень сложные, зеленые, пернатые, пресмыкающиеся, насекомые, млекопитающие. Их неисчислимо много, они разные. И все это — порождение и богатство Земли, вечно земное дыхание всеохватного неба.
Самый большой синий кит в истории был выловлен норвежскими китобоями в 1926 году. При длине в 34 м кит весил 177 тонн.
Если представить, что синий кит встал на хвост, то его голову мы увидим на уровне десятого этажа многоэтажного дома. Длина синего кита составляет 33 м, вес — 150 т. Чтобы уравновесить такого исполина, на другую чашу весов нужно было бы поставить 2 тыс. человек или 40 автобусов. В теле кита 10 т крови, а одно только сердце весит около тонны. Синие киты имеют самую совершенную и хорошо развитую дыхательную систему. За пару секунд животные могут выбрасывать до 2 тыс. л воздуха. Благодаря высокоразвитой системе дыхания синие киты способны находиться под водой и не дышать в течение 40 минут.
Некоторые зоологи считают, что предками китов были копытные животные, потому что и у тех, и у других имеется многокамерный желудок, многодольчатые почки и двурогая матка.
Китообразные являются самыми «быстроходными» обитателями океана и превосходят в скорости рыб, которыми питаются. В результате исследований ученые получили данные о скоростях, которые могут развивать киты в погоне за добычей. Опыты над особями, обученными гоняться за плавучей приманкой, показали, что киты могут двигаться со скоростью 40,6 км/ч. Вероятно, еще быстрее двигаются касатки, которые иногда атакуют даже дельфинов. А ведь дельфины очень быстро плавают, их еще надо догнать! По наблюдениям с судна, замерявшего быстроту хода, максимальная скорость, которую удавалось развить касаткам в течение 20 мин, колебалась от 38 до 55 км/ч. Обтекаемая форма тела с относительно гладкой поверхностью, очень гибкий хвостовой отдел позвоночника. Имеющийся у некоторых видов спинной плавник играет роль стабилизатора, который придает телу большую устойчивость в воде. Все плавники хорошо обтекаемы и в поперечном сечении имеют форму вытянутой капли. Идеальный снаряд.
Для того чтобы нырять на большую глубину, кит должен уметь задерживать дыхание. То есть запасать энергию, необходимую для сокращения мышц, деятельности желез и всего организма. Но, несмотря на все эти трудности, киты ныряют на 20–30 мин, а то и на целый час. Зафиксированы факты, когда крупные киты проводили под водой до 1,5 часа.
Самцы гладких китов обладают самыми крупными яичками среди животных — вес каждого достигает 500 кг.
Детенышей синих китов можно считать самыми быстрорастущими малышами в мире животных. С каждым днем масса китенка увеличивается на 80—100 кг. После периода отлучения малыша от материнского молока молодой кит обычно весит около 23 т, а его рост составляет 17 м. Для того чтобы выносить и вскормить такого гиганта, матери требуется несколько лет. Вот почему малыши появляются у синих китов в среднем только один раз в два года.
Африканский слон относится к отряду хоботных млекопитающих. Он признан самым крупным наземным млекопитающим. Рост его порой достигает 3,5–4 м, а вес при этом равен 5–7 т. В ноябре 1974 года охотниками был убит самый крупный представитель вида. Это был самец, масса тела которого превышала 12 тонн.
Африканские слоны предпочитают селиться в тропических лесах, потому что там много пищи и воды, ведь слон — это травоядное животное: он питается плодами, а также листьями деревьев и кустарников.
Слоны обладают очень толстой кожей. А их визитная карточка — длинный хобот, который есть не что иное, как сросшиеся между собой и видоизмененные верхняя губа и нос. Помимо этого, у них имеются бивни, располагающиеся на верхней челюсти — видоизмененные резцы.
Вообще-то слоны — это мирные, неагрессивные животные. Но в период спаривания, во время так называемого муста, когда из кожной железы, расположенной на виске слона между ухом и глазом, начинается выделение черного секрета, они становятся раздражительными и злобными. Этот период длится примерно три недели. Размножаются слоны в любое время года. Слониха ходит беременной 20–21,5 месяца.
Слоненок рождается хорошо сформированным, покрытым довольно густой шерстью. Уже через минуту после рождения малыш встает на колени, двигает хоботом, а еще через несколько минут поднимается на ноги. Примерно через час слоненок начинает делать первые самостоятельные шаги, пытается сосать молоко, но нормально поесть он может только через 3 часа.
Слониха кормит детеныша около двух лет. Она заботливо ухаживает за ним, а если в группе есть и другие взрослые слонихи, то они помогают матери воспитывать малыша. Поэтому их иногда называют «тетушками».
Быки практически не различают цветов. Поэтому они реагируют на красный цвет точно так же, как на зеленый или синий, то есть никак. На быка раздражающе действует не красная тряпка, а то, что кто-то больно его ранит, да еще и машет чем-то у него перед носом.
Другое крупное животное тропиков, носорог, для того чтобы защитить себя от досаждающих насекомых, целый день лежит в грязной жиже у берега водоема. После захода солнца он выходит на пастбище, чтобы насытиться на весь следующий день.
Яванский носорог считается самым редким на планете видом млекопитающих. Сейчас немногочисленные представители этого вида обитают в Юго-Восточной Азии (о. Ява, Вьетнам). В настоящее время насчитывается не более 70 особей. Причиной сокращения численности яванских носорогов стало их истребление человеком, охотившимся на животных из-за рогов, идущих на изготовление сувениров и разнообразных поделок.
Белый носорог — второе по величине (после слона) сухопутное животное: его рост — 1,8 м, вес — 3 т и больше, у него даже рог длиной с небольшого человека! Но это очень редкий зверь.
Пища носорогов — это трава, ветки деревьев и кустарников, а также камыш и другие озерные и болотные растения. Они весьма неприхотливы в еде: едят и колючки, и сухие ветки, и корни. Мощные челюсти носорогов позволяют им без труда разгрызать и пережевывать сучья диаметром до 4 см.
Африканские носороги породы борелло и кейтлоа считаются самыми свирепыми. Их может раздражать что угодно. В ярости они крушат и ломают все на своем пути и убивают любое живое существо, оказавшееся на их дороге.
Сон у носорогов очень крепкий. Африканские мальчишки играют в такую игру: один тихо подкрадывается к спящему носорогу и кладет ему на спину камень. Второй должен этот камень забрать. Третий и четвертый начинают все сначала, и так до тех пор, пока носорог не проснется.
Еще одному гиганту, гиппопотаму, в день требуется 40 кг корма. Высота бегемота в холке — до 1,5 м, длина — до 4,5 м; вес взрослого самца — до 4 т, самки — до 3 т. Опубликованы данные Ветеринарного управления Кении касательно веса частей, из которых состоит бегемот. В одной туше кенийцы нашли 520 кг чистого мяса и 33 кг жира; 27 кг весила печень, 7–8 — сердце, 5 — язык, 9 — легкие, 280 кг — кости. Кожа весила почти столько же, сколько кости — 248 килограммов.
Одну часть тела бегемот использует не совсем обычным образом. Это хвост. Если, допустим, кабан вертит своим хвостиком в минуты наслаждения едой, то бегемот делает это, выбрасывая экскременты. Своим хвостом он измельчает их и рассеивает по сторонам. Экскременты животного, как и газы, выходящие через пасть, не имеют смрадного запаха. Они являются отличным удобрением для прибрежной растительности, а также способствуют развитию планктона в воде.
Бегемоты вертят хвостом по самым разным поводам. Например, встретив на пути самку, самец приветствует ее лихим разбрызгиванием, а самка отвечает ему тем же. Этот же жест может стать выражением угрозы и вызовом на бой.
Самыми крупными представителями отряда хищников считаются уссурийские бурые медведи. Длина тела отдельных особей нередко достигает 2,5 м, а масса составляет 700 кг. Самыми крупными вырастают звери, живущие на полуострове Камчатка и на Дальнем Востоке. Часто бурые медведи производят впечатление неуклюжих и медлительных существ. Но во время охоты они проявляют невероятную ловкость и подвижность.
У белых медведей темная кожа, а мех не белый, а прозрачный.
У всех медведей новорожденные детеныши очень маленькие и беспомощные: голые, слепые, 300–400 г весом, длиной 24–28 см, с обхватом груди 18–19 см. Зубов у них нет, ушные проходы закрыты. В берлоге медвежата растут очень медленно. В возрасте 1 месяца они едва достигают веса 1 кг, а в двухмесячном — 2 кг. В это время медвежата еще абсолютно беспомощны, но в 2 месяца уже покрываются волосами, начинают видеть, слышать и передвигаться по берлоге. Медведица кормит их молоком в течение полугода, хотя приобщаться к пище взрослых они начинают уже с мая. К первой осени своей жизни молодые медвежата весят примерно 16 кг, к концу второй осени — 30–40 кг.
Отпечатки пальцев австралийского сумчатого медведя коалы неотличимы от отпечатков человека даже под микроскопом.
Медведь панически боится даже следов тигра.
Тигр — это самый крупный представитель семейства кошачьих. Типичная кошка — только огромных размеров! Это один из наиболее крупных наземных хищников вообще, уступающий размерами только бурому и белому медведям. Длина его тела колеблется от 1,5 до 3 м у разных подвидов, а вес — от 120 кг у мелких островных форм до 300 кг и более у амурского тигра. По длине тела и весу тигр превосходит льва. Он очень силен. Охотники не раз становились очевидцами того, как тигр перетаскивал задушенную им лошадь на расстояние 500 м и более. Тигры — хорошие скалолазы и пловцы. Они свободно переплывают такие широкие реки, как Амударья и Амур.
Следующие хищники, львы, являются великолепными прыгунами: их тело состоит практически из одних мышц. Лев способен перепрыгнуть через ущелье шириной 10 м. Понятно, что изгороди высотой 3 м для львов — смехотворное препятствие.
Хвост у льва длинный, тонкий, но невероятно сильный. Он может вдруг стать прочным, будто из металла. Лев может бить хвостом, как мощной плетью. Самой примечательной деталью хвоста является кисточка, в которой скрыт шип — оголенный последний позвонок. Кисточка на конце хвоста, в отличие от гривы, бывает и у льва, и у львицы.
Львы умерщвляют свою жертву быстро. Они прыгают сбоку или сзади на спину добычи, наваливаясь на нее передней частью тела, при этом задние ноги остаются стоять на земле. После этого передней лапой они хватают животное за голову и рывком дергают к себе. Говорят, что при этом ломаются шейные позвонки жертвы. Они также могут впиться зубами в горло и задушить добычу таким образом. Иногда с этой же целью лев зажимает добыче нос. То, что в природе не бывает вредных животных, ясно давно. Тем не менее, интересно узнать, скольких животных должен умертвить живущий в дикой природе лев, чтобы выжить. На свободе лев способен съесть за один раз до 18 кг мяса, а по другим оценкам даже 31! Но он зачастую убивает больше животных, чем может съесть. Ученые-натуралисты подсчитали, что в среднем за год лев убивает 19 животных весом 117 кг. За 10 лет это составляет 190 жертв.
Самый большой дождевой червь на Земле — гигантский австралийский червь — достигает 2 м в длину.
Самые маленькие высшие животные нашей планеты — землеройки. Чемпионкой по минимальному весу является крошечная бурозубка — ее вес составляет в среднем 1,6–2,9 г! Между тем, землеройки сами являются хищниками, причем ночными. Тонкий слух и обоняние помогают им безошибочно находить пищу, а эхолокация имеет определяющее значение для ориентировки в пространстве. Жертвами землероек становятся не только насекомые, но и мыши, земноводные, мелкие птицы и даже рыбы.
Землеройки отличаются особой прожорливостью. Вряд ли еще в природе можно отыскать существ, съедающих за сутки количество пищи, равное весу их тел. Причем пища поглощается как днем, так и ночью. Мучимая голодом землеройка способна съесть даже собственных детей. Землеройки погибают уже через 1,5–2 часа, если за это время им не посчастливилось поймать добычу — червя или лягушку. Почему же тогда землеройки такие маленькие?! А дело в том, что малые размеры тела этих животных связаны со значительным расходом тепла, приходящегося на единицу веса. Видимо, их необыкновенная прожорливость тоже объясняется высокими энергетическими затратами на теплоотдачу и ведение активного образа жизни.
Самый маленький из известных науке динозавров был ростом 4 дюйма и весил меньше собаки породы чихуахуа.
Игрунковые обезьянки считаются самыми общительными среди представителей класса приматов. Свои эмоции они выражают с помощью мимики, двигая губами, веками, ушами и даже пучками волос, растущих на голове. Однако главным средством общения для игрунок остаются обонятельные сигналы. В качестве таких меток используются слюна, моча, выделения кожных желез. А наносят их обезьянки не только на понравившиеся им предметы, но и на своих сородичей и на себя.
В борьбе с самой ядовитой гадюкой еж всегда одерживает победу. Схватив змею за хвост, он сразу же сворачивается в тугой клубок, и все попытки гадюки атаковать противника оказываются безрезультатными. Постепенно еж затягивает змею под себя и съедает ее. Примечательно, что яд гадюки не оказывает на маленького колючего хищника никакого действия. Еж нечувствителен к различным ядовитым веществам: кантаридину шпанских мушек, яду пчел, шмелей, едкой крови божьих коровок и волосатых гусениц.
Иглы защищают ежей от холода не хуже, чем шкуры защищают других животных.
Джейраны являются самыми выносливыми среди парнокопытных, обитающих в пустынных и полупустынных районах. Они населяют полукустарниковые и солянковые пустыни и злаково-солянковые полупустыни, найти воду на территории которых удается крайне редко. Чтобы утолить жажду, они могут пройти расстояние в несколько десятков километров, и при этом пить не только пресную, но и солоноватую воду.
Характерной особенностью внешнего вида сайгаков является наличие на передней части морды своеобразного вздутия, напоминающего недоразвитый хобот. Такой некрасивый нос играет важную роль в жизни животного. Оснащенный многочисленными кровеносными сосудами, этот «минихобот» помогает сайгаку очищать, согревать и увлажнять воздух, поступающий сначала в бронхи, а затем в легкие. Кроме того, во время бега животного нос вступает своеобразной насосной трубой, поставляющей необходимое количество воздуха. Можно сказать, что у сайгака «двигатель с турбонаддувом». Благодаря особенности строения внешнего дыхательного органа животное стало одним из самых быстрых среди парнокопытных. Сайгаки способны развивать скорость 72–75 км/ч, не затрачивая при этом особых усилий. А скорость сайгаков при беге на длинные дистанции нередко достигает 50–60 км/ч, причем с такой скоростью животные способны бежать до 1,5 часа.
Рекорд долгожителя среди всех живых существ принадлежал слоновой черепахе Аддвайту, которая умерла в зоопарке Калькутты в 2005 году в возрасте 250 лет.
Пресмыкающиеся, или рептилии, — непосредственные предки птиц и зверей. Они являются первыми настоящими наземными позвоночными, эволюционными потомками земноводных. Жили представители данного класса уже в каменноугольном периоде палеозоя, примерно 300 млн лет назад. В мезозое рептилии доминировали всюду: на суше, в воде и в воздухе — не случайно мезозойская эра получила название «век ящеров».
Рептилии покрыты роговыми чешуйками, или щитками. Они пойкилотермны (ранее использовался термин «холоднокровность»): это значит, что температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Продолжительность жизни пресмыкающихся рекордна для животного мира. Так, гигантские черепахи живут до 200 лет.
Крокодилы — старейшие представители земной фауны. Их тоже можно назвать долгожителями: они могут жить 80—100 лет, но при благоприятных условиях и больше. В 1903 году в Восточной Африке убили старого крокодила длиной 7,6 м, при этом у него не хватало четверти хвоста. Туловище этого гиганта составляло в обхвате около 4 м. Однажды в желудке убитого крокодила охотники обнаружили полуразложившиеся останки носорога.
Крокодилы появляются на свет из яиц, напоминающих по размерам гусиные. В зависимости от вида в одной кладке насчитывается от 10 до 100 яиц, причем ко времени кладки в них уже находятся эмбрионы, развитие которых начинается еще в материнской утробе.
Комодских варанов зовут драконами неспроста. По размерам они уступают разве что крокодилам, да и то только некоторым видам. Средняя длина взрослых варанов составляет 3 м, вес достигает 150 кг. Во время трапезы дракон хватается зубами за край грудной клетки жертвы и отрывает от туши крупные куски мяса с костями. За 17 мин животное способно уничтожить 27 кг мяса.
При заглатывании крупных, 2—3-килограммовых кусков комодский варан помогает себе передними лапами, иногда он вытягивает вперед голову, способствуя тем самым быстрому прохождению пищи в желудок. Случалось, что большие куски мяса или оторванная оленья нога застревали в глотке. Тогда дракон начинал сильно мотать головой из стороны в сторону, это продолжалось до тех пор, пока кусок не выскакивал из пасти.
Если курице сунуть голову под крыло и перевернуть ее вверх тормашками, она заснет.
Варан целиком проглатывает кур — вздрагивающие, еще живые птицы лучше скользят по пищеводу в желудок! Что касается более крупных животных, например свиней и водяных буйволов, то он не стремится проглотить их сразу целиком, а сначала сильно кусает и таким образом инфицирует высокопатогенными, разлагающими белок бактериями, которые содержатся в его слюне. Жертвы пытаются убежать, но убегают совсем недалеко. В течение нескольких часов они заболевают и становятся настолько слабыми, что либо умирают, либо уже не оказывают варану никакого сопротивления. Часто к такому пиршеству присоединяются еще несколько варанов.
Насытившись, комодский варан идет отдыхать. В укромном тенистом местечке он наслаждается прохладой и спокойно переваривает проглоченную еду. Однако через 2–3 ч животное вновь готово к приему пищи.
Известны 20 видов мухи цеце. Многие из них являются переносчиками трипаносом. Трипаносомы, встречающиеся в крови диких обитателей африканских лесов, в частности антилоп, не приносят существенного вреда своим хозяевам. Однако напившаяся крови такого животного муха цеце становится очень опасной для жизни человека. Трипаносомы, переносимые цеце и попадающие в кровь человека при укусе, вызывают у жителей тропических районов развитие сонной болезни — тяжелого заболевания, сопровождающегося лихорадкой, сонливостью и полным истощением организма. Ежегодно от сонной болезни погибает значительное количество темнокожего населения Западной Африки, и эффективного средства борьбы медицина до сих пор не знает!
Паук-крестовик каждое утро съедает свою паутину, а затем плетет ее заново.
Личинки жуков-дровосеков очень выносливы, при наступлении неблагоприятных для развития условий они делают все возможное, чтобы выжить. Известен ряд случаев, когда в подсохшей или малопитательной древесине на протяжении 40–45 лет обитали личинки усачей, превратившиеся затем в карликовых жучков-мутантов. Точность этих наблюдений не вызывает сомнения, поскольку насекомые появлялись из мебели и стен старых домов, построенных почти полвека назад.
Скорее всего, личинки попали в предметы домашнего обихода и деревянные конструкции домов еще во время заготовки строительного материала. Неблагоприятные условия замедлили их развитие, но личинки сумели выжить.
Жуки-дровосеки способны прогрызать металлические вещи. Долгое время исследователи полагали, что насекомые выделяют какие-то вещества, способствующие разложению цинка или свинца. Однако, в конце концов, было установлено, что жуки воздействуют на металлы механически.
Среди крупнейших представителей данного семейства особого внимания заслуживает дровосек-титан, встречающийся в долине Амазонки и на значительной территории Южно-Американского континента. Это насекомое достигает 180 мм в длину. Лишь немногим уступает ему бразильский дровосек-большезуб, длина которого составляет 140 мм.
Жуки-дровосеки являются представителями самого многочисленного семейства усачей. Представитель этого семейства яванская батоцера получила известность благодаря своим огромным усам, достигающим в длину 220 мм.
Тараканы — очень древняя группа насекомых, которые жили на Земле еще 350 млн лет назад: в породах этого возраста найдены их окаменевшие останки. В настоящее время их известно около 2500 видов, большая часть которых (около 80 %) обитает в тропических лесах. В Европе насчитывают порядка 55 видов.
Тараканы могут сплющивать тело до толщины листа бумаги, чтобы пролезть в узкие трещины. Они могут находиться в замерзшем состоянии неделями и, оттаяв, вернуться к жизни без всяких последствий. Экспериментально подтверждено, что тараканы могут жить без головы несколько недель.
В настоящее время ученые насчитывают примерно 8663 вида птиц и около 100 млрд особей.
Африканские страусы — самые крупные птицы. Самцы весят до 150 кг и могут достигать роста 3 метра.
Страусы никогда не прячут голову в песок. В случае опасности они просто убегают, развивая скорость до 70 км/ч.
Самка страуса несет самые большие яйца. Длина страусиных яиц достигает 25 см, диаметр их может составить до 20 см. Весит такое яйцо иногда около 2 кг (сварить вкрутую его можно за 2 ч). Сколько же это обычных куриных яиц? Проверьте!
В Ботсване и Зимбабве пастухи часто вместо собак используют обученных страусов.
Пингвин — одна из самых крупных птиц на Земле. До сих пор исследователи не могут точно установить, каковы родственные связи пингвинов с другими видами пернатых. Иногда даже предлагают выделить пингвинов в совершенно особый подотряд или даже подкласс.
Пингвины могут пить морскую воду. Избыток солей концентрируется в специальных солевых железах и выводится через ноздри.
Пеликаны размером чуть больше вороны. Но они очень тяжелые: иногда их вес может достигать 15 кг. Пеликаны славятся своими огромными крыльями, размах которых бывает больше 3 метров!
Самый крупный среди альбатросов — странствующий. По величине с ним может сравниться только лебедь. Это длиннокрылая птица. Размах плоских белых крыльев альбатроса достигает 4 метров.
Очень старые, очень большие и толстые
Любители деревьев не устают рассказывать о самых высоких деревьях, самых толстых и о самых старых. И тема эта никогда не исчерпывается, потому что их рассказы никогда не совпадают.
В Сенегале были найдены деревья, чей возраст насчитывает более 5 тыс. лет! Одно из таких деревьев видел исследователь Мишель Адансон, когда путешествовал по Сенегалу в 1794 году. Он измерил диаметр дерева — получилось более 9 м, и определил его возраст как 5150 лет. Растения рода «адансония», названного в его честь, обычным людям знакомы как баобабы. Нам они известны по детским стихам Корнея Чуковского и по смешным, но недетским песенкам Владимира Высоцкого. Подтверждать возраст баобабов — сложная научная задача, ведь годовых колец, как у других деревьев, у них нет. Но ученые справляются. Самым знаменитым среди адансоний является африканский баобаб. Именно он тиражируется в сознании людей как «классический баобаб». Это определенная, вполне специфическая и уникальная внешность. Высота относительно небольшая — 12–20 м. Зато толщина ствола — вне всякой конкуренции и впечатляет: в поперечнике она достигает у африканской адансонии 10 м, а окружность ствола — 30–40 м. В Книге рекордов Гиннесса есть упоминание о баобабе обхватом 54,5 м. По легендам бушменов, безумным «садовником», впервые посадившим баобаб «вверх ногами» — не кроной, а корнями к солнцу, был не иначе, как черт, злой дух.
Древесина баобабов мягкая и пористая. В сезон дождей она накапливает огромное количество воды — до 120 тыс. л! Из-за этого слоны почти целиком поедают удивительные деревья, получая при этом и корм, и воду. Когда начинается засуха, баобаб «худеет» по мере расходования накопленной жидкости. Вследствие этого внутри дерева образуются многочисленные, довольно крупные лакуны. Местные жители приспособили эти полости под кладовки, склады, а иногда и под жилища. Что делать, квартирный вопрос во все времена был одним из главных — так, кажется, замечал булгаковский Воланд? Случается, что для особо крупных полых экземпляров баобаба придумывают и более оригинальное применение. Например, в одном из поселков Северной Австралии и в местечке Касане (Республика Ботсвана) дупла зеленых гигантов использовались как тюрьмы. В Республике Зимбабве баобаб служил автобусной остановкой (он вмещал до 40 человек). А в Намибии в полом стволе живого растения устроили баню, со всеми удобствами.
За год зеленые исполины становятся толще примерно на 3 см. Они на редкость живучи: корни баобаба в поисках воды проникают вглубь земли на сотни метров, содранная кора нарастает снова, а при уничтожении сердцевины гиганта он не гибнет. Даже если дерево повалится на землю, но при этом хоть один его корень сохранит контакт с почвой, оно будет продолжать расти.
Аборигены находят применение любой части баобаба. Кору, листья, плоды и семена растения употребляют в пищу, из них изготавливают специи, прохладительные напитки, посуду, кофе, мыло, пищевое масло, репелленты, краски, клей, лекарства, ткани, нитки, струны, рыболовные сети и веревки. Последние, кстати, настолько прочны, что их не может разорвать даже слон!
Не только баобаб, но и другие деревья могут иметь колоссальный диаметр ствола и «древнеисторический» возраст. Известно свидетельство, что знаменитое драконово дерево (Dracaena draco) на о. Тенерифе, которое было повалено ураганом в 1868 году, имело в высоту 21 м, в обхвате 13,5 м, а его возраст составлял 6 тыс. лет. На Канарских островах сохранилось еще несколько больших драконовых деревьев, однако местные жители теперь называют их просто «очень старыми». Никаких достоверных данных об их подлинном возрасте, конечно, нет.
Маслина (Olea europaea) — дерево, растущее чрезвычайно медленно, необычайно выносливое и необычайно долговечное. Настолько, что, может быть, деревья, которые мы видим теперь, в наши дни, в Гефсиманской долине, были уже взрослыми на заре нашей эры, во времена Иисуса Христа.
Мексиканский кипарис (Taxodium mucronatum) также достигает значительного возраста. «Дерево Монтесумы» (Cupressus) в парке Чапультепек в Мехико имеет в высоту 60 м и в обхвате 13,5 м и его возраст оценивают в 6 тыс. лет. Гигантское дерево в Эль-Туле имеет в обхвате более 48 м, а его возраст исчисляют в 2 тыс. или даже в 4 тыс. лет. Есть сведения и о других деревьях-долгожителях. Священная смоковница (Ficus religiosa) в Анурадхапуре на Цейлоне считается самым старым исторически известным деревом. Ее, как говорят, саженцем привезли из Индии в 288 году до н. э., и она все еще живет.
Все это только свидетельства, более или менее достоверные. Однако ученые, потратившие много времени на подсчет годовых колец, пришли к выводу, что возраст самых старых секвой равен 2200 годам, а самые старые из мамонтовых деревьев насчитывают от 3200 до 3500 лет. Один исследователь писал, что в 1880 году он насчитал у одной секвойи 4000 колец, но проверить его подсчеты оказалось невозможным, так как найти этот пень не удалось.
Старые тисы (Taxus baccata) в Британии достигают чудовищной толщины благодаря дополнительным стволам, развивающимся впритык к первоначальному. У одного из этих толстяков в полутора метрах над землей окружность ствола равна 11 м. Он и сейчас растет в графстве Херфордшир.
Веерной кокосовой пальме, произрастающей на Сейшельских островах в Индийском океане, принадлежат самые крупные семена на свете. Вес одного семени может достигать 18 килограммов.
Итак, бывают деревья очень толстые. Но бывают деревья почти такие же толстые, но вдобавок и очень высокие.
Гиперион — так назвали гигантскую секвойю (Sequoia sempervirens) — был обнаружен 25 августа 2006 года натуралистами Крисом Аткинсом и Майклом Тейлором. Дерево точно измерили: его высота составила 115,55 м в высоту! Эта секвойя была найдена в отдаленном районе Национальных и Государственных Парков Редвудс, приток Редвуд-Крик, Калифорния, США. Сейчас гиперион подрос еще: он имеет высоту 115,61 м и весьма солидный диаметр в 4,84 м. Площадь дерева оценивается в 502 м2, а его возраст — примерно в 700–800 лет. Точное местоположение дерева держится в строжайшем секрете, дабы толпы недалеких и нахальных туристов, с их безудержной «жаждой впечатлений», не навредили исполину, не нарушили экосистему жизни великого дерева.
Однако самые высокие деревья, какие когда-либо видела Земля, — это не калифорнийские секвойи и не гигантские австралийские эвкалипты. Это — обезьянья колючка (Acacia galpinii), которая росла прежде по берегам реки Магалаквини, притока Лимпопо, на северо-западе Трансвааля в Южной Африке. Наблюдения проводились в 1907 году, когда Эжен Маре, известный южноафриканский натуралист, посетил эту отдаленную область, чтобы обследовать упомянутые деревья. Он обнаружил, что многие большие акации либо засохли, либо были повалены, либо уничтожены огнем. В одном случае ствол дерева полностью сгорел, так что на том месте, где он уходил в землю, остался абсолютно круглый кратер с окружностью 32,5 м. Заполненная золой яма была исследована до 20-метровой глубины — ниже уже никакие измерения были невозможны. Очевидно, огонь пожирал подземный ствол до тех пор, пока его не задушила собственная зола. Дальнейшие исследования на песчаных отмелях реки привели Маре к выводу, что стволы этих гигантских деревьев веками заносились речным песком, в результате чего они ушли под землю на глубину более 30 метров…
Самое большое из уцелевших деревьев было тщательно измерено местным землемером. Оно имело в высоту 82 м, а в обхвате в метре над землей 23,2 м, диаметр его кроны достигал примерно 55 м. Исходя из данных о глубине песка, о выгоревшем дереве, о сужении ствола и т. д., Маре рассчитал, что это дерево, если бы оказалось возможным полностью его откопать, имело бы у основания периметр около 44 м и в высоту примерно 122 метра!
«Глупые и странные» корни
Обычный человек, как мы с вами, даже если он имеет сад, полагает, что корни всех деревьев начинаются где-то под стволом и уходят вниз, глубоко в землю. Но и то и другое оказывается неверным. Деревья, как и люди, бывают странными. Есть корни, которые растут прямо вверх, есть и такие, которые разрастаются вокруг веток и ствола дерева, а не углубляются в землю. Короче говоря, корни могут возникнуть где угодно и расти почти как угодно! Например, Ficus religiosa и Ficus benghalensis: именно они изображены на культовых рисунках и скульптурах в индийских храмах как бы вверх тормашками. А они просто так и выглядят — они могли бы сказать о себе: «Корни вверх!»
Многие растения имеют воздушные корни. У эпифитных орхидей бывают корни-прицепки на всех ветках, а кроме того, более или менее прямые корни, врастающие в перегной из опавших листьев, который скапливается среди листьев орхидеи. То же бывает и у эпифитных папоротников. Вслед за этими растениями сбиваются с пути истинного и деревья. У многих пальм короткие питающие корни прорастают из почвы вверх, в перегной, окружающий растение, и даже в воздух. Корни пальм рафия (Raphia ruffia) развиваются между сухими черешками опавших листьев. Они загибаются вверх и, как полагают, функционируют в качестве дыхательных органов. Обычные корни растут вниз под влиянием силы тяжести и благодаря действию гормонов роста ауксинов. Стебли, наоборот, растут вверх — также под влиянием силы тяжести и, по-видимому, благодаря действию тех же гормонов. Корень и стебель ведут себя диаметрально противоположным образом, реагируя на один и тот же стимул — как два неодинаковых грузика, подвешенные к пропущенной сквозь блок веревке, движутся в противоположных направлениях под воздействием одной и той же силы — силы тяжести.
Однако всякое обобщение заставляет нас тут же указать на исключения. У некоторых пальм (так называемых «бесстебельных бразильских пальм») стебель растет вниз и, таким образом, играет роль корня. По мере углубления стебля в землю почка выгибается вверх, но сам стебель пальмы оказывается перевернутым. А вот дыхательные корни черных мангров (Avicennia nitida) прорастают сквозь ил в воздух и ведут себя словно стебли.
Дерево, у которого всего два листа
В Африке произрастает дерево, которое в течение всей жизни обходится одними и теми же двумя листьями. Не всякий человек назовет вельвичию деревом, так как ее ствол едва достигает в высоту 30 см. Однако этот ствол может иметь в диаметре метр и больше, его древесина так же плотна и тверда, как у самой высокой секвойи, а живет вельвичия не одну тысячу лет.
Сколько листьев на «нормальном» дереве? У вельвичии их… два. Листья появляются на свет из глубоких борозд в широком приземистом стволе, они, как и полагается, очень невелики. По мере роста они становятся широкими, толстыми, кожистыми и ребристыми. Идут годы, столетия и даже тысячелетия, а они продолжают расти, громоздясь бесчисленными складками на песке. Их зеленовато-коричневый цвет не меняется, они не опадают. Со временем ветер пустыни распарывает их вдоль, но все те же два листа продолжают и продолжают расти на стволе.
Методом радиоактивного углеродного анализа было установлено, что, во всяком случае, одна вельвичия имеет возраст в 2 тыс. лет (экземпляры помоложе можно увидеть во многих ботанических садах). Эти любопытные растения, количество которых очень ограниченно, были открыты около ста лет назад в песках безводных областей Юго-Западной Африки, где почти не выпадает дождей. Местные жители называют это растение «отджи-тумбо», что значит «большой господин». Открыл его немецкий ботаник Фридрих Вельвич, и в науке закрепилось Welwitschia mirabilis.
У себя на родине «тумбо» выпускает твердый темный стержневой корень, иногда метров на пять в глубину почвы. Ствол растет преимущественно в ширину и в конце концов приобретает сходство с круглым растрескавшимся столом больше метра в поперечнике. Один наблюдатель сравнил его с пригоревшим караваем. Рваные листья, грудой лежащие на песке пустыни, придают старому дереву сходство с кучей мусора. А влагу эти растения получают исключительно из африканских туманов.
Растущая кукуруза поскрипывает — будто надувные шарики трутся боками.
История ядов
Сок «дерева-людоеда» смертельно ядовит. Поэтому анчар нередко называют именно так. Но это — лишь одно из тысячи деревьев, чей сок способен убивать. Растительные яды издавна использовались для приготовления отравленных стрел и дротиков.
Десятки деревьев содержат в себе наркотические или одурманивающие вещества, и жители областей, где еще сохраняется первобытная культура, используют их для ловли рыбы. В речную заводь бросают толченые листья или кору таких растений, и одурманенная рыба всплывает вверх брюхом прямо в ожидающие ее руки. Неподобранная рыба быстро оживает, а использованное наркотическое средство никак не влияет на съедобность добычи.
Самым сильным ядом является ботулинический токсин типа А. Он в 750 раз токсичнее отравляющего газа зарина.
Детьми мы любили совать в рот всякие неизвестные листья, соцветия и плоды. Потом, правда, у нас болели животы и расстраивался кишечник. Однако иногда опасным может быть даже соприкосновение с едким соком и слишком близкое соседство деревьев, пыльца которых может вызывать кожные сыпи или раздражение дыхательных путей. Скорлупа орехов Anacardium occidentale (это наши любимые орехи кешью) очень ядовита, если ее хорошенько не прожарить, а испарения, поднимающиеся от жарящихся орехов, вызывают сильное раздражение дыхательных путей и могут даже привести к смерти. Плоды манго (Mangifera indica) очень вкусны, но их кожица, сок дерева и запах цветков вызывают у многих людей сильнейшие аллергические реакции. К этому же семейству принадлежит сумах (Rhus). Некоторые его родственники-деревья смертельно опасны. Бирманское лаковое дерево (Melanorrhoea usitata) принадлежит к числу тех пяти деревьев, которых особенно опасаются жители лесов Юго-Восточной Азии. Почему же? Потому что их пыльца и легко испаряющийся сок вызывают очень сильные сыпи, сопровождающиеся болями и повышением температуры, а иногда и смерть.
Желтый цветок «куриная слепота» — так в народе называют лютик едкий — действительно ядовит: попадание сока этого растения в глаза вызывает острую резь и боль. Своим названием лютик обязан тому, что куры, как известно, не видят в темноте.
Многие лесные деревья имеет смысл избегать из-за их обжигающего прикосновения. Это в первую очередь относится к таким «древовидным крапивам», как гигантское жгучее дерево Laportea gigas в дождевых лесах северного Квинсленда. Ф. Бейли сообщал об экземпляре с диаметром ствола 3 м. Местные жители боятся этих деревьев, как чумы, так как молодые листья и веточки покрыты жалящими волосками, которые впрыскивают муравьиную кислоту в кожу тех, кто к ним прикоснется. Такое прикосновение на редкость болезненно. Высушенные листья этого дерева вызывают сильнейшее чихание.
Вот достоверное описание: «Кто боится крапивы? Всех нас она когда-нибудь да обжигала. Неприятное ощущение держится некоторое время, а потом исчезает. Вот что я подумал, когда меня предупредили, чтобы я не дотрагивался до листьев Laportea lusonensis, родственницы так нам известной крапивы жгучей. Дабы показать свое к ней пренебрежение, я коснулся указательным пальцем одного из ядовитых волосков. Мою руку пронизала дикая боль. Это нельзя было ни с чем сравнить! Я, разумеется, ожидал, что она скоро пройдет, однако палец продолжал болеть несколько дней, а кончик его совсем онемел. Лапортея — очень красивое растение: листья ярко-зеленые с лиловой главной жилкой, а плоды великолепного синего цвета. Но мне сообщили, что вид, с которым я познакомился, не идет по жгучести ни в какое сравнение с тем другим — с Laportea subclausa. Он обжигает так сильно, что один натуралист… ощущал ожог жалящих волосков еще спустя несколько месяцев. Лошади… переносят такие ожоги очень тяжело, но рогатый скот к ним нечувствителен. Это, возможно, указывает на наличие какого-то сильного белкового яда, воздействие которого удастся, быть может, объяснить, когда химики установят молекулярную структуру нервных волокон».
Смешение фактов и выдумок в отношении смертоносных деревьев не ограничивается какой-либо одной частью света. Когда дело касается историй о ядах, нередко бывает трудно разобраться, какая доля в них приходится на всевозможные суеверия и вымыслы. Некоторые такие истории просто нелепы. В Южной Родезии растет дерево, которое на языке племени баротсе называется мути-узинацита — «дерево без имени» (Schrebera mazoensis), потому что членам племени под страхом смерти запрещается называть это дерево или хотя бы указывать на него. Возможно, оно считается священным потому, что под ним новый вождь племени обычно принимает атрибуты своей власти. В некоторых областях Западной Африки считается кощунством сажать колу (Cola sp.): согласно поверью, тот, кто это сделает, умрет, когда дерево зацветет. Там, где суеверие не позволяет сажать семена, на плантации пересаживают дикие деревца. В других областях кощунством считается обрезка колы, а в третьих владельцы колы рассекают кору и бьют дерево дубинкой, чтобы ускорить плодоношение.
В Перу индейцы приписывают одному ядовитому дереву, Jacaratia digitata, всяческие зловещие свойства. Они даже боятся спать под ним, чтобы не покрыться гноящимися язвами, которые якобы вызывает его сок. Жители Нижней Калифорнии утверждают, что их hierbe de flecha (Sapium biloculare) — очень опасное дерево, и предостерегают путешественников, чтобы они не ложились под ним спать, если не хотят ослепнуть. Листья этого дерева используются для одурманивания рыбы. В Гане местные жители называют некое дерево «закрой глаза» («катав’ани» на языке туи). Считается, что оно «оказывает одурманивающее действие на тех, кто сидит или спит под ним», а потому к нему относятся с опаской.
В Северной Нигерии приписывают волшебные свойства кроталярии (Crotalaria aschrek): она поставляет «любовные зелья», с помощью которых можно вернуть сбежавшую жену, если она неведомо для себя съест или выпьет их. «Особенно могучее действие оказывают личинки, которых иногда можно найти в стебле; из них — с помощью надлежащих заклинаний и добавления некоторых других веществ — изготовляют мазь. Если мужчина потрет ею глаза, то он станет неотразим для женщин».
Плоды земляники, клубники и малины — не ягоды, а орехи. А вот арбуз, тыква и дыня — настоящие ягоды.
В Западной Африке растет также бобовое дерево из рода лоеснерия — Loesnera kalantha. К нему относятся с таким суеверным почтением, что срубившему его грозит суровая кара. Из него изготавливают чрезвычайно могучие амулеты и, что самое интересное, оно — отличный собеседник!
Потребовалась бы длинная полка, чтобы вместить книги с описанием всех деревьев, которым приписывалось страшное, опасное или мистическое воздействие на человека, а также все связанные с ними мифы и суеверия. В наше научно— технологическое время человек научился относиться к деревьям, которые ему чем-либо угрожают, не со страхом, а просто с уважением. Это уважение распространяется и на деревья, наделенные не опасными, а привлекательными свойствами.
По грибы
Грибы (Fungi, Mycetes) занимают промежуточное положение между растениями и животными. Грибы вездесущи: их можно встретить и на земле, и под водой, и в воздухе. Всего в природе насчитывается свыше 100 тыс. видов грибов. Это группа живых организмов, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми органическими веществами. Все необходимое для жизни — воду и питательные вещества — они получают путем всасывания (осмоса). Большинство грибов — сапрофиты, то есть они живут за счет разложения отмерших организмов, но встречаются среди них и паразиты, вызывающие серьезные заболевания животных и человека.
Царство грибов подразделяется на три отдела: настоящие грибы, оомицеты и слизевики. Кроме видовой классификации существует также экологическая, зависящая от условий жизни тех или иных грибов. В почве обитают почвенные грибы, в воде — водные (как правило, они паразитируют на животных и растениях), известны также грибы, которые развиваются на древесине, бумаге и даже на современных синтетических материалах.
Обычные грибы устроены «просто». Под землей располагается грибница (мицелий), а над поверхностью почвы появляются только плодовые тела, которые, как правило, состоят из ножки и шляпки. В строгом смысле называть грибом плодовое тело — примерно то же самое, что называть шишку сосной или яблоко яблоней. Гриб — это, прежде всего, мицелий. И его размеры иногда бывают просто невообразимыми. Один из крупнейших почвенных грибов, относящийся к виду Armillaria ostoyae, согласно научным измерениям, имеет мицелий площадью 890 га. Это 1750 футбольных полей!
Формы и оттенки грибов настолько разнообразны, что могут служить пособием в художественных школах. Впрочем, многообразие форм и красок — далеко не самое интересное в царстве грибов. Намного более загадочны другие их свойства. Скажем, гриб-слизевик Dictyostelium discodeum в зависимости от внешних условий может быть либо единым многоклеточным организмом, либо скоплением независимых одноклеточных существ. Когда в окружающей среде достаточно питательных веществ, клетки этого удивительного гриба живут поодиночке. Но если запасы истощаются, часть свободноживущих клеток начинает выделять особое вещество (циклический аденозинмонофосфат). Остальные клетки воспринимают это как сигнал к действию и сползаются к «начальнику». Дальше — интереснее! Клетки объединяются в единый плазмодий, который начинает двигаться. Причем делает он это намного быстрее, чем могли бы одиночные организмы. Плазмодий перемещается до тех пор, пока не найдет среду, богатую питательными веществами. Если же это ему не удается, то он образует плодовое тело, на конце которого появляется мешочек со спорами. Споры с силой выбрасываются в воздух. Они пролетают до 12 м (а слизевик-то маленький)! Так появляются новые колонии клеток.
Грибы, как и растения, тоже бывают ядовитыми. Все мы знаем, как можно отравиться грибами, — доходит до смертельных случаев. Однако некоторые грибы пользовались дурной славой задолго до того, как была установлена их принадлежность собственно к грибам. Например, спорыньевые грибы Ascomycetes (Clavicipitales). Спорынья — гриб-паразит. Его споры разносятся ветром. Если они попадают на злаки, то сразу же прорастают, внедряются в завязь, и вместо зерна развивается мицелий. После этого гриб начинает выделять сладкий сок — так называемую медвяную росу, чтобы привлечь насекомых. Привлеченные «угощением» насекомые разносят новые споры гриба на соседние колосья. В конце своего развития гифы (нити мицелия) срастаются и образуют удлиненный рожок черного цвета. Если хотя бы один такой рожок по недосмотру попадет на мельницу, мука окажется негодной, отравленной. Впервые спорыньевые грибы были описаны в 1863 году, но их народные названия (волчий зуб, черное зерно) известны с древности. Спорынья паразитирует на ржаных колосьях и способна вызывать массовые отравления людей. Первые достоверные сведения о непонятном отравлении, вызванном спорыньей, относятся к IX–X векам. В то время заболевание приписывали вмешательству нечистой силы и называли его «ведьмины корчи» или «адамов огонь». В 922 году в Испании и Франции жертвами массовых отравлений стало около 40 тыс. человек. Начинался сильнейший зуд, вслед за ним развивалась глухота, нарушались функции кишечника, затем шли болезненные судороги и психические расстройства. Как правило, при этой форме отравления люди выздоравливали, хотя последствия болезни сказывались еще долго. Другая форма также начиналась с зуда, но потом наступало омертвение пальцев и позже — всех конечностей. Это заболевание чаще всего заканчивалось смертью.
Не менее опасны грибы, вызывающие различные заболевания у животных. От таких паразитов страдают рыбы, птицы, да и человек не может избежать знакомства с ними. Впрочем, именно поэтому отдельные виды грибов-паразитов используют для создания препаратов против вредителей сельского хозяйства (щитовок, свекловичного долгоносика).
Оригинальными природными «боеприпасами» являются и ядовитые грибы-дождевики, растущие в Южной Америке. Среди местного населения бытует множество легенд, в которых рассказывается, как в сложных ситуациях людей выручали эти необычные создания природы. Например, однажды «боевые» грибы спасли безоружных индейцев от военного отряда колонизаторов. Когда до зубов вооруженные солдаты подошли к первым строениям туземной деревушки, им на головы посыпались какие-то плоды, внешне напоминающие тыквы. Самое неприятное заключалось в том, что «бомбы» оказались довольно сильным «химическим оружием»: разрываясь от удара, они выбрасывали плотное облако черного удушающего газа, от которого нестерпимо резало глаза и слезы лились буквально ручьем. Попавшие под «артобстрел» европейцы неудержимо кашляли и чихали. Негостеприимную деревню наемники вынуждены были обойти стороной…
Европейские грибы-дождевики более миролюбивы и не обладают зарядом нервно-паралитического действия, однако испугать человека или зверя могут. Например, шиповатый дождевик, который растет на замшелых древесных стволах и своей симметрией похож, скорее, на инженерное сооружение, недаром получил прозвище «дедушкин табак». Созревая, этот гриб приобретает буро-коричневую окраску и при нажатии на него «выстреливает» плотным дымным облачком спор, напоминающим табачную пыль. Причем взрывается дождевик чаще всего неожиданно, когда на него неосторожно наступают (в осеннем лесу «дедушкин табак» из-за своей маскировочной окраски обычно незаметен). Вреда человеку или зверю такая «газовая атака» не приносит, зато гриб получает возможность выбросить споры, которые с ветром или на одежде разносятся на большое расстояние. Иногда дождевики достигают поистине гигантских размеров. Например, в Румынии на участке одного фермера всего за три дня вымахало такое чудо, имевшее 1,5 м в окружности и весившее более 4 кг. Но так далеко за гигантскими дождевиками ходить не обязательно. В Украине, в Одесской области, в городе Измаиле автор строк, которые вы сейчас читаете, видел, как на городском рынке продавали гигантские дождевики. Один из белых красавцев весил более 7 кг! Продавцы рассказывали, что гиганты растут прямо на полях, и уверяли людей в прекрасных гастрономических свойствах своего товара.
Хозяйки знают, что на продуктах, оставленных в теплом сыром месте, может появиться характерный белый (или сероватый) «пушок». Это — плесневый гриб мукор. А интересен он тем, что вся его грибница состоит из одной-единственной сильно разросшейся и разветвленной клетки, в цитоплазме которой расположено множество ядер. Еще один плесневый гриб — пеницилл — известен всем: он произвел революцию в медицине. В отличие от мукора, он состоит из множества клеток, разделенных перегородками. В клетках пеницилла образуются вещества, способные убивать некоторые виды болезнетворных бактерий, — антибиотики. Самый известный из них — пенициллин. Кстати, пеницилл — это не отдельный вид, а род грибов, насчитывающий около 250 видов.
Многие помнят увлечение чайным (японским) грибом. Его считали чудотворным, панацеей от множества недомоганий. Его выращивали в банках, на подслащенном чайном настое, на поверхности которого он образовывал толстую слизистую пленку. На самом деле это не отдельный организм, а симбиоз дрожжевого гриба с уксуснокислой бактерией. В результате жизнедеятельности «чайного гриба» жидкость приобретает кисло-сладкий вкус и слегка газируется. И, без сомнения, «чайный квас» хорош как освежающий напиток. Но никакими особенными целебными свойствами он, к сожалению, не обладает — медицинский факт!
Далеко не все загадки грибов разгаданы. Вполне возможно, что в будущем грибы наряду с водорослями станут одним из основных продуктов питания, — по крайней мере, в этом убеждены некоторые микологи. Грибы неприхотливы, устойчивы к погодным условиям, достаточно вкусны. Кроме того, уже имеется опыт искусственного выращивания грибов. А возможно, из них будут получены новые лекарственные вещества… Но так или иначе, эти удивительные посредники между растительным и животным миром заслуживают уважения. Ведь они живут на нашей планете по меньшей мере 500 млн лет…
Челюсти!
О существовании в морях и океанах опасных животных люди знали еще в далекой древности, хотя наряду с вполне реальными представлениями были широко распространены рассказы о фантастических морских чудовищах. Известно было об опасных уколах, о ядовитых укусах, об отравлениях при употреблении в пищу морских обитателей, о мелких хищниках и крупных агрессивных созданиях. По данным исследователей, только ядовитых рыб насчитывается около 500 видов, большинство из которых обитают в соленых водах.
Акулы принадлежат к древнейшему классу хрящевых рыб. Точное количество разновидностей акул, обитающих в мировом океане, окончательно не установлено. В настоящее время их насчитывают около 300–350 видов.
Не все акулы опасны. Потенциально опасными следует считать 50–60 видов, а несомненно опасными — 20–25 видов. Впрочем, среди последних имеются такие, нападение которых на людей было зарегистрировано лишь однажды.
Акулы могут размножаться «непорочно». В 2007 году было проведено исследование ДНК детеныша акулы, которое показало, что у него присутствуют только гены матери. То есть не обнаружено никакого участия мужского пола!
Комфортная для акул круглогодичная температура моря — 18 °C и выше. Однако опасных акул нередко встречают и в водах умеренных широт, особенно летом. Акулы нападают в разное время суток, и хотя обычно говорят, что их агрессивность возрастает в сумерки, большинство зарегистрированных нападений акул (94,3 %) приходится на дневное время.
Акулы — отменные нюхачи. Когда они охотятся, именно обоняние играет главную роль. Известно, что акул привлекает наличие в воде крови, даже в очень незначительных количествах. Так вот, важен именно запах крови. То же относится и к другим выделениям. Вибрации, возникающие при резких движениях раненой рыбы или находящегося в воде человека, также возбуждают акул. Акулы — полиция моря. Они чутко ощущают даже на далеком расстоянии звук бросаемого якоря и шум нырнувших в море людей. И вот они тут как тут! Поведение акул еще не изучено полностью. Некоторые виды в одних районах океана считают очень опасными, а в других относят к числу безобидных. Иногда обитающие в каком-либо районе океана акулы в течение многих лет считаются вполне мирными. И вдруг, внезапно — кровавое нападение.
Есть данные, согласно которым в период Второй мировой войны резко возросло число зарегистрированных случаев нападения акул на людей, особенно на членов экипажей судов, терпящих бедствие, и летчиков, сбитых над морем. Известны случаи увеличения агрессивности акул в районах, где производятся подводные работы, сопровождающиеся взрывами.
Как часто акулы нападают на людей? В 1959 году было зарегистрировано 36 случаев. В 1961 году произошло 30 неспровоцированных случаев агрессии акул. По данным Национального музея США, в 70-е годы было зарегистрировано 1410 нападений акул, из которых 447 оказались смертельными для жертв. Некоторые ученые считают, что опасность акул значительно преувеличена, указывая на то, что на дорогах гибнет гораздо больше людей, чем в зубах морских хищниц. Другие говорят, что частота случаев нападения акул на людей, по-видимому, выше, так как далеко не все они регистрируются, особенно в отдаленных от центров информации районах. И к тому же, человеку, пострадавшему от акулы, ничуть не легче от того, что количество жертв автомобильного транспорта гораздо больше!
Существует несколько видов особенно опасных акул-людоедов. Большая белая акула кархародон. Эта акула одна из наиболее крупных — длина взрослой особи достигает 6–8 м и более. Свинцово-серая, иногда почти черного цвета. Спинной плавник тоже черный. Крупные особи иногда бывают полностью окрашены в свинцово-белый цвет. Встречается преимущественно в открытом море тропических и субтропических широт. В теплое время года может заходить в воды умеренных широт. Особенно часто большую белую акулу встречают в морях южного полушария. В Австралии нападения акул на человека чаще всего относят на счет большой белой акулы, которую там называют «белой смертью». Она заглатывает свою добычу целиком. В желудке акулы, пойманной вблизи Калифорнии, обнаружили целого морского льва массой 45 кг.
Серо-голубая акула мако принадлежит к тому же семейству, что и большая белая акула. Длина 2–4 м. Спина синяя (кобальт, ультрамарин), брюхо снежно-белое. Встречается в открытом море, а также в прибрежной зоне тропических и субтропических широт всех океанов и в Средиземном море. В летнее время мигрирует в воды умеренных широт. Считается наиболее быстрой из акульей братии. Ученые указывают на ее агрессивность в нападении и стойкость в обороне. Неоднократно наблюдались случаи нападения этих акул на лодки. Однажды в результате нападения мако на лодку погибло 3 человека. Такими же опасными считают тихоокеанскую сельдевую, белоперую и темноперую акул.
Тигровая акула. Длина 3–4 м и более. Окраска спины — серая или серовато-коричневая, брюхо более светлое. Тигровую акулу повсеместно считают одной из самых опасных. Прозвище «людоед» по праву должно принадлежать тигровой акуле: количество ее жертв настолько превосходит все случаи людоедства, лежащие на совести, скажем, белой акулы, что всякое сравнение просто немыслимо. Так считают ученые.
Эмбрионы тигровой акулы борются друг с другом в чреве матери. Рождается лишь один, съевший всех остальных.
Голубая, или синяя, акула. Принадлежит к тому же семейству, что и тигровая акула. Длина 3–4 м, но попадаются экземпляры длиной до 6 м и даже более. Окраска спины синяя (цвет индиго), бока голубые, брюхо снежно-белое. Окраска очень яркая, блестящая. Встречается преимущественно в открытом море тропических и субтропических, а также умеренных широт. Считается наиболее распространенной акулой Тихого океана. Мнения о ее агрессивности в отношении человека противоречивы, однако многочисленные случаи нападений голубых акул дают основание причислять эту акулу к опасным.
Акула-молот. Длина 3–5 м. Характерная молотообразная форма головы не позволяет спутать ее с другими видами. Встречается как в открытом море, так и у побережья. Обитает повсюду в тропических и субтропических широтах, летом заходит в умеренные. Считается одной из наиболее распространенных акул мирового океана. Часто нападают на пляжах, вблизи берега.
В одном из наставлений военно-морского флота США рекомендовалось при встрече с акулой хватать ее за плавник и мчаться вместе с ней. Считалось, что акула в результате этого «постепенно утратит злобу». В другой инструкции отмечалось, что сведения о поведении акул по отношению к человеку, находящемуся в воде или пользующемуся индивидуальными спасательными средствами, в значительной мере носят умозрительный, теоретический характер.
Широко распространено мнение, что акулы в момент нападения на человека обязательно переворачиваются на спину. Однако серьезные исследователи отмечают, что утверждение о том, будто акулы не опасны на мелководье, так как им не хватает места, чтобы перевернуться на спину, — опасное заблуждение. Они считают схватку с акулой один на один безнадежным для человека делом.
Необходимо соблюдать осторожность при обращении с акулами даже когда их поймали и изолировали от водной стихии. Даже небольшие экземпляры (до 1 м) способны в момент раздражения нанести значительные раны. Удары хвоста бьющейся на палубе крупной акулы могут вызвать переломы, а контакт с жесткой, похожей на наждачную бумагу, шкурой — привести к обширным и глубоким повреждениям кожи. Акулы очень живучи, и поэтому опытные рыбаки советуют быть осторожным с акулой и тогда, когда она внешне кажется уже мертвой.
Колючие и ядовитые
Большая группа морских рыб, а также некоторые моллюски, иглокожие и другие обитатели океана обладают колющими и режущими шипами, нередко снабженными ядовитыми железами. Некоторые животные несут на своих колючках яд экзогенного (внешнего) происхождения (микроорганизмы, токсины).
Скорпены. Распространены скорпены в прибрежных водах многих морей и океанов различных широт, в районах с каменистым дном. Обитают в Черном море. Это малоподвижные донные рыбы. Более опасны уколы тропических видов скорпен.
Рыба-камень (каменная рыба, бугорчатка, бородавчатка, страшная рыба и др.) является ближайшим родственником скорпены. Длина тела до 40 см. Уродливая крупная голова, голое, без чешуи, тело со множеством нитевидных бородавок и листовидных выростов. Глаза посажены высоко и сближены между собой. Рыло повернуто кверху, нижняя челюсть выдается вперед. Рот большой. Это одна из наиболее ядовитых рыб. Т. Рефли считает, что каменная рыба не имеет ни одной приятной особенности. Это, пожалуй, не только ядовитая, но самая неуклюжая и некрасивая рыба. Она стоит в ряду наиболее отвратительных и отталкивающих существ. Сильный быстродействующий яд каменной рыбы оказывает двоякое воздействие на раненую жертву: разрушает красные кровяные тельца и парализует нервные окончания, а затем и всю нервную систему.
Морской дракончик (морская змейка, скорпион) не превышает 50 см в длину. Ядовитые железы расположены в 6 колючках переднего спинного плавника и в шипах жаберных крышек. Эта рыба часто зарывается в песок и поэтому трудноразличима на дне. Распространены в прибрежных водах умеренных и тропических широт. Тропические виды наиболее ядовиты.
Симптомы отравления после уколов колючек и шипов различных скорпеновых рыб и морского дракончика сходны. Непосредственно после укола возникает резкая жгучая боль. Интенсивность ее бывает настолько велика, что пострадавший кричит или теряет сознание. Боль продолжается в месте укола в течение нескольких часов. Кожа вокруг ранки вначале бледная, затем синюшная и воспаленная. Спустя некоторое время область ранки и вся пораженная часть тела сильно отекают. При уколе руки или ноги боль постепенно распространяется, и в ряде случаев возможен паралич пораженной конечности. Из других симптомов могут наблюдаться: сердечная недостаточность, судороги, лихорадочное состояние, бред, тошнота, боли в суставах, расстройство дыхания. Симптомы отравления нарастают в течение 6–8 ч. Возможен смертельный исход.
Скат-хвостокол, или морской кот. Хвостоколы — одна из наиболее многочисленных групп скатов: их насчитывают около 30 видов. Размеры этих рыб различны. Так, гигантский хвостокол достигает в длину 2,5 м. Туловище скатов-хвостоколов имеет дисковидную форму, хвост хлыстообразный, длинный. На хвосте, ближе к его основанию, расположен шип (или шипы), имеющий ядовитые железы. Длина шипа может достигать 30 см. Края шипа имеют зубчики, направленные к его основанию. Рыба донная. Обитает в прибрежных водах всех широт. В тропических широтах встречаются наиболее крупные экземпляры. Как правило, на человека хвостокол сам не нападает, а большинство несчастных случаев вольно или невольно вызваны самим человеком. Раны, нанесенные хвостоколом, могут быть значительными и сопровождаются симптомами отравления. В США, например, ежегодно насчитывают около 1500 пострадавших. Чаще всего человек наступает на хвостокола, неподвижно лежащего на мелководье и присыпанного песком, и тот немедленно наносит удар хвостом.
Конусы. Эти моллюски чрезвычайно опасны для человека. Их насчитывают более 400 видов. Раковины достигают 10–11 см в длину и часто имеют красивую расцветку, обычно в виде волнообразных полос, иногда по типу сложной вязи («текстильный конус» и др.). Некоторые виды конусов вооружены длинным мясистым хоботком, который они могут выдвигать далеко за край раковины. На конце хоботка имеется несколько острых зубов, устроенных по типу терки, у основания которых расположены ядовитые железы. Укол зубов хоботка конуса вызывает острую боль и онемение места поражения. Место укуса бледнеет, синеет. Ощущение онемения может распространиться на другие участки тела. В тяжелых случаях возможны обмороки, спастический паралич скелетной мускулатуры, сердечная недостаточность и др. Уколы некоторых видов конусов смертельны. Известны случаи, когда жертв просто не успевали довезти до больницы.
Осьминоги. Эти моллюски относятся к семейству головоногих. Кто не знает, как выглядит осьминог? Мешковидное тело, 8 щупальцев с двумя рядами присосок, круглые, крупные глаза. Но не всякому известно, что рот осьминога вооружен крепкими роговыми челюстями, напоминающими клюв попугая. Укусы этим самым «клювом» представляют серьезную опасность, особенно если осьминог обретается поближе к тропикам. Мальчик, поймавший на мелководном побережье Австралии осьминога, понес его на сушу. Пока он шел, животное доползло у него по руке до затылка и укусило. Через два часа мальчик умер… Это был мелкий осьминог массой всего-навсего 30–50 г, с длиной щупалец не более 10 см, обитающий в водах Тихого и Индийского океанов. В момент раздражения на его теле появляются голубые фосфоресцирующие пятна и кольца. Встретив такого осьминога, нужно бежать, и поскорее. Яд его имеет сильнейшее и молниеносно быстрое действие. Паралич конечностей, нарушение сердечной деятельности и дыхания… Помимо всего прочего, нарушается свертываемость крови, так что даже микроукуса довольно, чтобы кровь струилась ручьем! Вдобавок яд очень сложен химически, и противоядия медицина не знает до сих пор!
Всегда ли права природа
Френсис Бэкон, один из великих основателей научного мировоззрения, критикуя средневековую веру в вездесущность божественного провидения и в авторитет древних, говорил, что разум и дух склонен видеть в природе больше порядка, нежели присутствует в ней на самом деле. Интересно, что новая (то есть нынешняя) наука, которую Бэкон так неистово призывал и формировал взамен старой, «оперившись» и «набрав вес», сама стала грешить другой, не менее безраздельной верой в абсолютную мудрость не Бога, на сей раз, а природы. Природа всегда целесообразна, природа всегда знает, что и зачем делает!
Вы, наверное, помните еще со школы старую схему эволюции. Жизнь там двигалась рационально, по «идеальному плану» и только в одном направлении, вверх: примитивные представители животного мира, одноклеточные и беспозвоночные, зависимые от температуры рыбы, земноводные и рептилии, теплокровные птицы и млекопитающие. В самом конце и вместе с тем на самой вершине стояли приматы (не зря так названные) и, наконец, человек, который должен был представлять не только венец творения, но и высшую точку эволюции. Никаких ошибок, никаких просчетов, никаких провалов!
Действительно, эволюция жизни обнаруживает глубокую системность. Тому есть многочисленные подтверждения в популяциях, во внутривидовых и межвидовых отношениях живого, в экосистемах, в биоценозах, наконец, на уровне биосферы в целом. И, конечно, нельзя рассматривать жизнь на земле как скопище недостатков!
Защищая термитник, в качестве крайней меры термиты-защитники взрываются, обездвиживая нападающих клейким содержимым своих тел.
Однако, между тем, природе (как и человеку) свойственно ошибаться. Суслики во сне теряют память. Не только мощные и не имеющие врагов носороги, но и некоторые ящерицы разучились спасать свою жизнь бегством. Птицы иногда уверенно летят… в неправильном направлении. А человек, попадая в природную среду и оказываясь «на равных» с животными, вообще не может свести концы с концами и оказывается «очень-очень плохим животным». Далее. Допустим, что биоэволюция на Земле «запрограммирована» прийти к прогрессивной форме человеческого существа. Такие представления подразумевают, что рыбы, например, образуют лишь первую ступень на пути к Homo sapiens. Но ведь они существуют и по сей день. Численность их видов — свыше 30 тыс., и они составляют более половины всех позвоночных животных. Это же модель эволюционного успеха! Но в распространенных представлениях об эволюции рыбам отводится лишь роль переходного звена на пути к другим, высшим видам животных.
«Спусковой крючок» эволюционного процесса — мутация. А мутация никак не запланирована. Она произвольна. Она не направлена от «худшего» к «лучшему». Это произвольное изменение наследственного материала, и весь смысл в том, чтобы обеспечить жизнь биологической инновацией, ведущей только к тому, чтобы у потомства могли появиться возможности и задатки, которых еще не имели их родители. Но никакой конкретной цели мутация при этом не преследует.
На каждого человека на Земле приходится более 250 млн насекомых.
Во время студенческих экспериментов у мушки-дрозофилы (на биологических факультетах с ее помощью всегда изучают генетику) из глаза в принципе может вырасти крылышко. Ну что ж, можно отпустить муху в свободный полет, и, возможно, естественный отбор решит, есть ли у нее эволюционное будущее. Скорее всего — нет. Но может и быть! Если бы эта самая муха была умным созданием и нашла бы в своем уникальном приобретении преимущества в борьбе за выживание, она бы выжила и начала производить потомство. И когда-нибудь, возможно, мы имели бы новый вид мух. Так что же, ошибка природы? Или нет никакой ошибки, а есть тайный план?
Млекопитающие — сложные животные — здесь тоже «не пасут задних». У жирафа длинные ноги и еще более удивительная шея — и он может есть листву с верхушек деревьев. Это что, бесспорное решение? Ведь известно, что жираф чрезвычайно неуклюж в движениях. Поэтому обычно он движется медленно, плавно. А если подступает опасность? Он вынужден сразу, с места переходить в галоп, иначе рискует просто, что называется, запутаться в собственных ногах, споткнуться и упасть прямо в пасть своим врагам! Представьте, что у вас в авто есть первая передача и потом сразу пятая. Что будет с коробкой передач?
Однако все эти и многие другие «проблемные» животные существуют до сих пор. Почему? Потому что они тем или иным способом научились обращать себе на пользу свои же недостатки. Они превращают свои особенности в преимущества. Например, дельфину как млекопитающему животному необходимо постоянно подниматься на поверхность воды для получения воздуха, и поэтому ему нельзя спать. Но, с другой стороны, именно поэтому он всегда видит своих врагов. В конце концов, в эволюции важно не совершенство (да его там и нет!), а талант принимать свои недостатки и делать из них неоспоримые достоинства. И для нас, людей, этот настрой тоже может быть весьма полезным.
Собаки, обнюхав след, точно понимают, в какую сторону бежало животное.
Маленькие водяные медведи
Самыми потрясающими жителями песка являются, пожалуй, маленькие водяные медведи — так их называют. Под микроскопом они выглядят, как мармеладные мишки — ну очень похожи на известные кондитерские изделия. Их нельзя отнести ни к какой существующей группе животных. Маленькие водяные медведи не относятся ни к беспозвоночным червям, ни к членистоногим, таким как насекомые и крабы, а принадлежат сами к себе! Научное наименование — тихоходки. И эти существа являются просто рекордсменами упорства в выживании.
Они живут не только в пляжном песке, но и в жестких условиях водосточных желобов, и даже в лужах. Они выживают в тропических лесах и в арктическом льду. Состоят эти уникумы из головы и четырех сегментов, каждый из которых снабжен втягивающейся парой ног. Причем понятие «нога» использовать в данном случае довольно смело — речь идет скорее об обрубке. Тем не менее, на нем имеются когти или хватательные мембраны, так что тихоходки могут крепко держаться, если вдруг вода вокруг становится бурной, или, к примеру, начинается отлив.
Тихоходки не уплывают вместе с водой, а остаются на суше (хотя являются, собственно говоря, водными животными) — этот факт указывает на то, что они могут оптимально адаптироваться к радикальным изменениям окружающей их среды. Если становится холодно, или крайне жарко, или наступает засуха — они просто останавливают свой обмен веществ. Содержание воды в теле опускается до минимального процентного соотношения, и тихоходка принимает форму бочонка. Возникает вопрос, живы ли еще, в самом узком смысле слова, эти «усохшие» йоги. Ведь по определению (мы помним) существо без активного обмена веществ не отличается от неодушевленной природы и, собственно говоря, мертво.
Так или нет, но в воде тихоходка за 15 мин снова может пробудить себя к жизни! Что же, чудо? Они воскресают! Святые отцы могли бы сделать из этого хороший «мотив уверования». Секрет трюка, во время которого тихоходка сначала превращает клетки своего тела в сухую массу, а затем снова наполняет их жизнью, ученые не смогли объяснить даже приблизительно!
Эти маленькие водяные звери выживают при температуре +125 °C, что гораздо выше точки кипения воды. Обычно достаточно просто прокипятить воду, чтобы очистить ее от вредных бактерий, но в случае с тихоходками придется добавить еще жара.
Ну а устойчивость тихоходок к холоду — разговор вообще особый! Маленькие водяные медведи выживают при температуре –272 °C, что не только удивительно, но и едва ли объяснимо с точки зрения эволюции. Действительно, в нормальных условиях таких температур на Земле не существует — их не было на протяжении последних миллионов лет. В длительный период своей эволюции маленькие тихоходки никогда не ощущали таких низких температур и поэтому не могли иметь возможности приспособиться к ним. Поэтому появляются самые различные предположения появления этих существ на Земле. Говорят даже, что, может быть, они возникли совсем не на нашей планете, а когда-то приземлились здесь как посланцы внеземной формы жизни, возможно, на какой-то комете или же на НЛО. Правда, большинство ученых это предположение отвергает.
Но существует одно более тривиальное объяснение: эволюция просто перестаралась в стремлении к своей конечной цели, как это с ней часто бывает. Было бы достаточно выдерживать температуру в –100 °C для защиты от холода, но –272 °C? Роскошь, которая не приносит тихоходке никакой пользы! То же самое можно сказать о ее способности выживать под большой дозой рентгеновских лучей: мощность излучения в 570 тыс. рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Получается, что далеко не все, внедренное природой в жизнь, имеет смысл.
Рогоносец
Без сомнения, жуки являются самой успешной моделью эволюции. Они существуют более 280 млн лет, в течение которых появилось около 400 тыс. их видов. Никакой другой род из класса насекомых не может похвастаться таким многообразием. Только в одной неуютной для холоднокровных животных Центральной Европе имеется 8 тыс. видов жуков.
Говоря биологическим языком, «букашка» (по-английски «bug») — это «насекомое, которое сосет».
На первый взгляд, этот успех кажется удивительным. Жук неуклюж: если перевернуть его на спину, то зачастую ему очень непросто снова принять правильное положение. В полете он со своими жесткими надкрыльями и мягкими крылышками похож на гибрид старого моноплана с неподвижными крыльями и трескучего вертолета со слишком маленьким пропеллером. При движении по воздуху он не так элегантен, как стрекоза, не так проворен, как комнатная муха, и он совсем не такой виртуозный, как пчела. Поэтому некоторые виды жуков не летают совсем — в обычной жизни это не дает им никаких преимуществ.
Семейство животных с таким большим количеством видов приобрело и различные странности. Так, например, бразильский гигантский жук-усач достигает длины в 17 см — представьте, что будет, если он появится на грядке с капустой! Этот жук и сам испытывает довольно большие трудности из-за своего огромного размера. Как и все насекомые, он обладает трахеями, но примитивная система трубок не так эффективна для транспортировки кислорода, как система кровоснабжения у птиц и млекопитающих. Чем больше жук, тем больше у него проблем с насыщением организма кислородом. Поэтому гигантский жук-усач чрезвычайно медлителен и является легкой добычей для каждого, на кого не способен произвести впечатление своими размерами.
У такого же гигантского жука-голиафа из Центральной Африки проблема иная. Его личинки достигают веса в 110 г… и это бесценный источник белка для местного населения. Совершенно очевидно, что не всегда гигантские размеры защищают от врагов — часто они, наоборот, только привлекают внимание некоторых неприятелей.
Среди насекомых встречаются настоящие гиганты: тропический палочник достигает в длину 33 см, а размах крыльев мотылька Attacus Atlas больше, чем у ласточки, — до 24 сантиметров.
Жуки рода Onthophagus являются еще одним ярким примером того, как эволюционные изменения могут одарить и преимуществами, и недостатками. Этих животных также называют навозниками (или калоедами), что объясняется их любимым местом пребывания. Но не этот факт произвел сильное впечатление на Чарльза Дарвина, а их рога. Да, у этих толстых жужжащих жуков имеются настоящие рога, которые могут варьироваться в зависимости от рода и вида жуков. Рога прорастают то впереди на лбу, то на затылке, то на туловище, непосредственно около головы. Дарвин так и не смог объяснить это явление. Для него так и осталось загадкой, какие преимущества должно было дать различное положение рогов в ходе неотъемлемого от эволюции естественного отбора. Исследователь отложил проблему навозных жуков в долгий ящик.
Современный вывод таков: различное расположение рогов связано с определенной атрофией на теле животных. Эволюция — это не концерт по заявкам, и нельзя иметь все. У кого рога растут спереди на голове, у того меньше усики. Если рога расположены на затылке, тогда размер глаз соответственно меньше. А у кого рога находятся на туловище, тот должен обходиться маленькими крыльями. В общем, рога растут всегда рядом с тем органом, от которого данный вид жуков может отказаться с наименьшими для себя потерями. Расположение рогов соответствует стилю жизни данного вида жуков. У кого рога расположены на затылке и, соответственно, имеются маленькие глаза, тот в своей жизни может обходиться почти без зрения — он ориентируется в мире с помощью других органов чувств. В этом случае эволюция хорошо поработала: жуки за свои рога платят отмиранием иных органов, но из-за этого им не приходится опасаться за свою жизнь.
Еще один феномен навозных жуков имеет такое же объяснение. Дело в том, что мужские особи с большими рогами имеют совсем небольшие яички. В общем, правило для всех навозных жуков одно: чем больше украшение, растущее на голове, тем меньше резервуар для семенных клеток. Это, конечно же, значительно ограничивает способность к размножению. Нечто подобное мы видим у некоторых мужских особей Homo sapiens, для которых дорогой элегантный спортивный автомобиль иногда должен служить компенсацией за посредственный половой аппарат.
И раз уж речь зашла о половой силе и возможной плате за нее, скажем здесь о рыжих вечерницах (это такая разновидность летучих мышей). Здесь ситуация складывается с точностью до наоборот. Эволюция изрядно потрудилась над их яичками. Но вот мозг этих животных стал значительно меньше. Он мал и плох в работе, вследствие чего эти летучие мыши плохо летают, очень неуклюжи. Они мучительно долго выбирают себе место поселения, не способны быстро ориентироваться. Не правда ли, в этом случае тоже возможна аналогия с родом человеческим? Да еще какая! Половые гиганты среди мужских особей homo sapiens встречаются не так уж часто. Но еще реже они бывают наделены при этом высоким IQ.
Это только в кино вампиры злобно и жадно высасывают кровь у своих жертв. Настоящие вампиры не умеют сосать кровь; это просто такие летучие мыши, которые прокалывают кожу жертвы острыми зубками и не сосут, а слизывают выступившие капельки.
Но вернемся к нашим навозным жукам. Не слишком понятен «биовитальный» смысл подмены. Ведь ситуация выглядит довольно странно: тот, кто с помощью больших рогов изгоняет конкурентов с поля боя и тем самым впечатляет женскую особь, оказывается потом несостоятельным в оплодотворении завоеванных объектов?! Так он вряд ли сможет успешно передавать свои гены. Впрочем, может быть, если посмотреть на дело с другой стороны, это не так уж и плохо. Возможно, здесь мы имеем яркий символ надежды, что однажды на наших дорогах станет спокойно, поскольку вымрут все водители спортивных автомобилей.
Рыбы — это не «рыба»!
Рыбы — это древние позвоночные животные, существующие более 400 млн лет. В настоящее время известно примерно 30 тыс. видов рыб, и каждый год открываются все новые. Кто пережил ледниковый период, извержения вулканов и падения метеоритов, кто видел, как приходили и уходили динозавры, тот может поговорить с рыбами о выживании.
Даллия — самая живучая рыба в мире. В пресных водоемах Чукотки и Аляски она выживает, вмерзая в лед на несколько месяцев.
Однако на людей это не производит никакого впечатления. Они считают рыб глухими, немыми и глупыми. Бедняг огромными сетями вылавливают из моря — подсчет ведется в тоннах. Если мы держим их в качестве «питомцев» в аквариумах, то серьезно думаем, что двум дюжинам тропических рыбок для жизни достаточно одного смехотворного кубического метра воды. Мы думаем, что дельфины умеют обманывать акул. А на самом деле «глупые рыбы» не проигрывают «умным млекопитающим»: игра между теми и другими уже многие миллионы лет идет вничью, иначе акулы давно перестали бы интересоваться дельфинами в качестве пищи.
Рыбы — это нечто иное, нежели просто неразумные животные. Они любопытны и исследуют новые объекты в своих окрестностях. К примеру, они очень любят прыгать над плывущими черепахами, а рыба-врач выдувает изо рта воздух, чтобы поиграть с уплывающими наверх пузырями. Акулы подслушивают эхолот дельфинов, а рыба-слон с удовольствием играет с улитками на своем хоботе. Но этот вид рыб и без того является особенным. Шведские исследователи установили, что рыба-слон половину вдыхаемого воздуха использует для работы мозга. Для сравнения: прочие позвоночные используют от 2 до 8 %, и даже человек — всего лишь 20 %. Это должно дать нам пищу для размышлений.
На земле сохранилось всего 6 видов двоякодышащих рыб протоптеров. Когда вода в реках и озерах пересыхает, протоптеров спасает то, что у них есть легкие. Они выкапывают себе в мягком илистом дне гнезда и спят в них до начала следующего сезона дождей, иногда дольше года. Дышат они при этом воздухом, поступающим через верхушку гнезда. А рыбаки вместо удочек и сетей отправляются на рыбалку с мотыгами и лопатами.
Хамелеон
Олицетворением медлительности является хамелеон. Его крайне экономные поступательные движения с отрывистыми шагами объясняются его маскировкой — он подражает листве и ветвям деревьев, слегка шевелящимся от ветра. Но свою походку хамелеон может сделать еще медленнее. Если возникает опасность быть обнаруженным врагом, он застывает, как мертвый, в том положении, в котором находился, и напоминает музейное чучело. Как только хамелеон чувствует прикосновение, он может моментально упасть вниз. Не важно, как долго придется падать: он надувает легкие, которые, как парашют, помогают сократить скорость падения и, как надувная подушка безопасности, облегчают удар.
Еще более исключительной особенностью хамелеона является способность его кожи за несколько секунд принимать полностью новую расцветку. От зеленоватой, защитного цвета, до ярко-желтой расцветки пятнистой райской птицы — такое преображение не составляет никаких проблем для этой рептилии, управляющей своими пигментами непосредственно через нервные волокна. Первоначально зоологи предполагали, что и эта сноровка вырабатывалась в целях маскировки. Но, как установили австралийские исследователи, изменение цвета применяется не для того, чтобы ввести в заблуждение врагов, а чтобы договориться с собратьями.
В частности, самцы хамелеона с удовольствием предстают в образе кричаще пестрых драконов, чтобы произвести впечатление на своих конкурентов или привлечь самку. Это очень легкомысленный поступок, который в диких природных условиях вызывает появление таких прожорливых врагов, как куницы, совы, лисицы и одичавшие домашние кошки, и влечет за собой серьезные последствия. Именно кошки в течение последних лет сильно сократили численность хамелеонов. В животном мире снова и снова получается так, что мужские особи должны платить жизнью за свое пижонство. Они перестали спасаться бегством — это своеобразная «шутка» эволюции.
Глаза хамелеона двигаются независимо друг от друга, поэтому он может смотреть в двух направлениях одновременно.
В отличие от хамелеонов, морские ящерицы с Галапагосских островов устроились очень удобно: в качестве основного цвета они предпочитают черный. Причина заключается в том, что они питаются абсолютно нетипичной для ящериц пищей — водорослями, которые добывают в холодных водах океана. Возвращаясь на сушу, они греются на солнце, чтобы снова запастись теплом. А такой метод работает эффективнее, если кожа темного цвета и больше поглощает солнечные лучи, нежели отражает.
Однако будни морской ящерицы с таким образом жизни становятся очень однообразными: она греется на солнце и дремлет, после чего от 15 до 30 мин ищет водоросли в море, а затем снова греется на солнце и дремлет, потом приходит время ужина и т. д. Уже многие миллионы лет все происходит именно так. Почти целую вечность у морских ящериц практически не было врагов, отчего их далекие прародители не только спокойно расплодились, но и отказались от естественного инстинкта — спасения бегством. Когда Чарльз Дарвин находился на Галапагосских островах, он мог брать этих ящериц голыми руками и бросать в море — и они снова возвращались к нему. Есть в этом какая-то ирония, тонкая и грустная. Дарвин бросает ящериц в море… Может быть, кому другому ящерицы ответили бы иначе — к примеру, вспомнили бы об инстинкте самосохранения и сбежали бы. Но Дарвину ящерицы отвечают со вкусом и стилем, достойным их великого vis-à-vis: они возвращаются обратно и тем опровергают дарвинизм! И ученому ничего не остается, как квалифицировать это поведение как «неповторимый пример очевидной глупости». Утверждение Дарвина могло бы звучать так: «Я не прав с моим радикальным и прогрессистским эволюционизмом». Но нет. Так уж устроена наука: если ящерицы не подчиняются эволюционному учению Дарвина, то это просто глупые ящерицы…
Однако, в любом случае, это очень опасно — в ходе эволюции потерять инстинкт спасения бегством, ведь окружающая среда находится в непрерывном изменении. Так, на Галапагосских островах становится все больше одичавших собак и кошек, которые не знают, что кто-то просто не хочет убегать. Организм морских ящериц, правда, вырабатывает гормоны стресса. Но если к ним кто-то приближается, «…все же они не предаются бегству», — отмечает Томас Редль из Института орнитологии Макса Планка. Причину объясняют тем, что в ходе эволюции больше всего выжило тех животных, которые избегали чрезмерного напряжения. Все может быть. Но кому нужно энергосбережение, если оно приводит вас в желудок врага?
Во время рывка на ипподроме скаковая лошадь может развить мощность в 13 лошадиных сил.
Два переезда равны одному пожару
Путешествия были привлекательны во все времена. Иоганн Вольфганг фон Гёте писал: «Рассудительный человек получает лучшее образование в путешествиях». А примерно столетие спустя Оскар Уайльд утверждал: «Путешествия облагораживают дух и ликвидируют наши предрассудки». Понятно, ни один из этих великих поэтов не знал и понятия не имел, что такое большой туристический лайнер, когда все его пассажиры разом, толпой высаживаются где-нибудь на Майорке. Но, между тем, для нас путешествие есть символ романтической свободы. Не зря мы с тоской смотрим на перелетных птиц, когда они улетают на юг, — не только потому, что пернатые летят к теплу, но и потому, что они просто отправляются в путь. Мы с удовольствием делали бы то же самое, но мы не можем: работа, заботы, долги, условности, недостаток воли.
Однако эстетизация процесса далека от эволюционно-биологического смысла ситуации. А факт остается фактом: перелетные птицы отправляются в путь по необходимости, а не по доброй воле. Когда становится холодно, они уже не могут найти себе никакой пищи и поэтому улетают в более теплые страны, где для них найдется разнообразное питание. Их перелеты полны сложностей и лишений, так что об интересных образовательных путешествиях можно говорить с большой натяжкой.
Перелетных птиц делят на летающих на короткие и на длинные расстояния. Коротким расстоянием, к примеру, является перелет от побережья Северного моря в Грецию, а к длинным расстояниям относится полет из Центральной Европы в Южную Африку. Мировой рекорд в перелете на большое расстояние был поставлен в сентябре 2007 года самкой веретенника по имени «Е7» (при выборе имени ученые не проявили никаких поэтических талантов!). Эта птица без перерыва пролетела из Аляски в Новую Зеландию целых 11,5 тыс. км! Черные крачки одолевают гораздо большие расстояния между Северным и Южным полюсами, но при этом они чаще делают остановки.
Конечно, такие успехи зависят не от оперения. Веретенник незадолго до начала путешествия наедает жировые запасы, которые настолько велики, что с этим дополнительным балластом он едва может держаться в воздухе. Поэтому для выравнивания веса он уменьшает желудок, кишки, печень и почки на 25 %, так как во время беспосадочного полета они ему не нужны. Когда он, наконец, достигает места назначения, резервы израсходованы чуть ли не до последнего грамма. Однако их еще хватает, чтобы дотянуть до ближайшего побережья и подкрепиться несколькими червями и крабами.
В целом экстремальное путешествие веретенника очень рискованно. Оно может обернуться катастрофой из-за самых небольших изменений погоды, как, например, встречного ветра или резкого падения температуры. Или же из-за того, что птица к своей цели прибывает в момент прилива, и подкрепиться на побережье никак не удается. Возникает вопрос: почему веретенник не выбирает более короткие дистанции? Так, во время полета из Аляски в Новую Зеландию он пролетает мимо многочисленных мест, в которых имеется достаточное количество корма, однако он не выбирает такой вариант. Мотивы приключенческих путешествий загадочны, как погружения кашалота, которому на глубине приходится вести опасные сражения с гигантскими каракатицами, хотя сверху имеются большие запасы рыбы, и питаться ими было бы намного безопаснее.
Другой проблемой перелетных птиц является сон. Понятно, что они, как и человек, не могут от него отказываться. Тем не менее, непонятным остается то, спят ли они во время своих беспосадочных полетов, которые иногда длятся сутками, или бодрствуют и восполняют сон позже. И то и другое очень рискованно. Первый вариант опасен потому, что у спящего пилота возникает большая вероятность аварии. И второй вариант небезопасен, так как в сонном состоянии птицы становятся легкой добычей хищников. Возможно, летающие на длинные расстояния птицы имеют такую структуру мозга, которая позволяет его половинам спать попеременно, как это происходит у дельфинов — из-за нехватки воздуха им постоянно приходится подниматься на водную поверхность, что не позволяет спать обоим полушариям сразу. Но пока эти предположения не доказаны, так как птицы неохотно позволяют подключить к себе электроды для изучения деятельности их мозга во время полета.
Для ориентации перелетные птицы используют звездное небо или солнце или же придерживаются магнитного поля Земли, которое даже при облачном небе не бросит их на произвол судьбы. Ученые обнаружили у почтовых голубей на клюве пучок нервных клеток с окисью железа, который реагирует на магнитное поле Земли, как стрелка компаса. Нейроны обладают трехмерным устройством, так что птицы могут определять свое географическое положение точно в любой момент движения.
Но даже отточенные методы «навигации» не исключают ошибок. Так, зимой на баварском озере Аммер можно увидеть различных птиц, которых никак не ожидаешь здесь встретить в это время года, например серебряную цаплю — ей было бы гораздо теплее в своей летней резиденции в юго-восточной Европе. А как понять поведение утки, которая осенью прилетает из теплой Испании в холодную Баварию? Ученые гадают о мотивах такого странного поведения перелетных птиц. Некоторые предполагают, что их запутало изменение климата, другие — что они потеряли ориентацию в вызванном человеком хаосе электромагнитных волн.
Грифы иногда наедаются до такой степени, что не могут взлететь. Птицам приходится ждать, пока их масса не уменьшится естественным путем.
Но возможно, эти птицы так же умны в своем нецикличном поведении, как и успешные биржевые брокеры. Это значит, что зимой они летят с юга на север, так как там у них не будет никаких конкурентов, которые могли бы претендовать на их пищу. Правда, здесь возникает вопрос: могут ли журавль и утка рассуждать настолько разумно?
Недавно исследователи обнаружили, что мозг перелетных птиц меньше, чем у тех, кто остается на зимовку дома. Причина в том, что «домоседки» в холодное время года должны думать, как остаться в живых. Например, черный дрозд, чтобы добыть себе пищу, сметает веткой снег. Или снегирь, который зимой переключается на мох (что совершенно нетипично для снегирей!). Перелетные птицы используют абсолютно иную стратегию: если им становится неуютно, они просто улетают. Для ориентации в пространстве необходимо несколько больше нейронов, но это возможно и при небольшой массе мозга.
Имеется достаточно причин, чтобы выразить уважение птицам-домоседам и не считать их консервативными и негибкими. Ведь они пришли к соглашению с окружающей средой и нашли возможность жить в ней. А перелетные птицы до сих пор с успехом улетают от своих проблем. Но поскольку изменение климата обострилось, они могут сильно пострадать из-за своей недостаточной гибкости.
Умные и игривые
Одни птицы красивы внешне, а другие чудесно поют. Некоторые даже блестят, как звезды эстрады. Но ворóны не относятся ни к одной из этих категорий. Они черные или серо-черные, а если открывают клюв, кажется, будто открывается крышка гроба Дракулы. Однако если оставить без внимания эти факты и отступить от предубеждений, ворона предстанет в совершенно ином свете и покажется райской птицей.
В семейство врáновых входят 42 вида, среди которых хорошо известные нам черный вóрон, серая ворóна, галка и грач. В древние времена эти птицы пользовались доброй славой и считались мудрыми. Но в течение уже многих столетий христианство не принимает этих птиц (хотя даже в Библии рассказывается об их положительных качествах), и их рейтинг опустился на самое дно. Давным-давно сформировалось поверье, что они являются предвестниками несчастья: так, одна легенда гласит, что британской монархии придет конец, если вороны покинут лондонский Тауэр. Поэтому живущим там птицам и в наши дни подрезают крылья, чтобы они не смогли оставить в беде королевскую семью.
В Германии существует квота на отстрел ворон. Они якобы очень сильно расплодились и наносят вред сельскому хозяйству, а из-за их разбойничьих налетов на гнезда других птиц нарушается экологическое равновесие. Научно это не доказано, и чрезмерное распространение ворон также является чистой воды выдумкой: ведь численность каждого вида в экосистеме регулируется естественным образом — иначе в Европе уже давно из птиц жили бы одни вороны. Как видите, и в животном мире дурная слава может быть тяжким бременем.
Вероятно, в распространении этих предрассудков виноваты и всеядность (точнее, расклевывание падали), и высокий интеллект этих птиц, иногда пугающий человека. Самый большой размер мозга среди птиц имеет словоохотливый попугай, но птицы, о которых мы ведем речь, ко всему подходят новаторски. Ученые установили, что они могут планировать совместные действия, пускать в ход инструменты и красть добычу у других животных. Они даже бросают камни в сосуд с водой, чтобы уровень воды поднялся и они могли дотянуться до воды и попить — такой находчивости подчас напрасно ждать от представителей вида Homo sapiens.
Одна из интересных сторон интеллекта ворон — чрезмерное, на взгляд человека, озорство. Нейтрально это можно было бы назвать влечением к играм, но у ворон оно настолько развито и противоречит законам эволюции, что действительно лучше назвать его озорством.
Английский исследователь поведения животных Джонатан Балкомб изучает стремление птиц к удовольствию и играм, поэтому он часто имеет дело с воронами. В Нью-Йорке он наблюдал, как они несколько минут летали вокруг колокольни, не преследуя при этом определенных целей: это не было, например, брачными играми или добычей пищи. «Это просто доставляло им удовольствие», — установил Балкомб. Фокусы вообще являются страстью этих птиц. В бухте Хадсон вороны любят скатываться с крыш и виснуть вниз головой на электрических линиях, чтобы затем в воздухе проделать сальто.
С таким же удовольствием вороны летают спиной вперед, даже на длинные расстояния.
Так как преимущественно это делают мужские особи, некоторые ученые предполагают, что речь идет о типичном мужском хвастовстве. Но против этого предположения говорит тот факт, что большинство самок вообще не смотрит в их сторону. Когда большое количество таких авантюристов собирается на верхушке дерева и полеты заканчиваются большим тарарамом, то, конечно, самки обращают внимание на этот шум, но дополнительные баллы для выбора их в качестве партнера эти пилоты-экстремалы вряд ли набирают.
С точки зрения эволюции сомнительна также манера ворон сердить других животных, например волков, которых птицы зачем-то клюют в хвост. Так, проводились наблюдения за галками, которые иногда без всякой определенной цели летают очень низко над головами собак, а те, в свою очередь, конечно, гоняются за пролетающими птицами. Даже если вороны являются хорошими летунами, подобное поведение для них очень опасно. В любом случае оно не приносит никаких преимуществ для выживания, то есть только доставляет удовольствие.
Самка галки при выборе партнера действует целенаправленно и выбирает самца на ранг ниже, чтобы он не промотал свои силы в каких-нибудь стычках с конкурентами, а вместо этого самоотверженно заботился о подрастающем поколении. Он усердно доставляет супруге пойманных насекомых и личинок майского жука, которых она распределяет маленькими кусочками между своими птенцами. Гармоничная культура простого обывателя вместо шумной жизни мачо — нам, людям, иногда тоже хочется сделать такой выбор. Однако предполагают, что самки галок выбирают эту стратегию только тогда, когда по соседству имеется много гнезд и, соответственно, приходится выносить большое количество стычек самцов. А если местность заселена менее плотно, они предпочитают самого сильного.
Венец эволюции?
Белокурые, близорукие, мучимые зубной болью, подверженные ревматизму… Сколько оплошностей допустила матушка-природа, создавая Homo sapiens?
Считается, что человек находится на самой верхней ступени развития. Он — воплощение триумфа эволюции земной жизни, создание, которое по своей сложности значительно превосходит все другие живые существа. Имеется один человеческий орган, работоспособность которого действительно огромна, — это головной мозг. Он большой и мощный, и потому, вероятно, должен уравновешивать многочисленные физические недостатки человека.
Многое из того, что отличает человека, не совпадает с трактовкой «естественного отбора». К примеру, у нас есть волосы на голове, а основная часть тела безволосая, и нам приходится защищать тело от солнца и холода. А почему у нас разный цвет волос? Почему у многих северных народов преобладают рыжие или белокурые волосы?
У блондинов, как полагают ученые, светлые волосы являются прежде всего результатом «интерсексуальной селекции». Это значит, что мужчины находят блондинок более привлекательными, из-за чего женщины поддаются в ходе эволюции адаптационному давлению и меняют цвет волос на более светлый. С данной гипотезой можно согласиться, если, скажем, почитать объявления о знакомствах, в которых мужчины указывают желаемый цвет волос партнерши. Например, у четырех американских женщин из десяти волосы обесцвечены. Они делают это, в первую очередь, для того, чтобы понравиться противоположному полу.
Почему же мужчины предпочитают блондинок? Красивые, привлекательные детали внешности в природе, как правило, говорят о биологической эффективности особи. Почему мужчины помешаны на правильных чертах лица женщин, большой груди и широких бедрах? Потому что они свидетельствуют о хорошей наследственности и высокий плодовитости! Но эти признаки никак не связаны с цветом волос, и у белокурых женщин совершенно нет биологических преимуществ перед брюнетками и шатенками. Мужская слабость к блондинкам биологически бессмысленна. Однажды был проведен интеллектуальный тест, перед которым мужчины встречались с блондинками. Оказалось, что последние способны не только вскружить голову мужчинам, но и лишить их работоспособности!
При среднем размере тела в 3 мм блоха может прыгнуть на расстояние до 32 см. Если бы люди могли так прыгать, они могли бы перескочить через 2 футбольных поля.
Загадкой остается «маниакальное упорство» природы, продолжающей производить на свет рыжих людей. Рыжие волосы являются продуктом мутации гена МСР-1, который неизменно дает бесцветный тип кожи, сильно реагирующий на солнечный свет. С биологической точки зрения он не дает никаких преимуществ, а в эпоху растущих озоновых дыр даже становится серьезным недостатком. Несмотря на то что количество белокожих и рыжих людей в мире составляет всего 2 %, об уменьшении этой доли говорить не приходится.
Объяснение с помощью интерсексуальной селекции в этом случае не работает, поскольку внешность рыжей женщины и тем более рыжего мужчины далеко не всегда находят привлекательной. Более того, «огненноволосых» принято считать излишне вспыльчивыми. Это не более чем предрассудок, но его достаточно, чтобы значительно снизить шансы представителей данного типа в поиске партнера. И сексуальное адаптационное давление не оказывает ни малейшего воздействия на генетику рыжих представителей человечества.
Ученые обнаружили, что рыжеволосые меньше других чувствуют боль. С точки зрения эволюции это может быть только преимуществом: устойчивость к боли нужна не только во время драки, болезни или при несчастных случаях — страдания женщины при родах тоже облегчаются. Но почему природа дала это качество исключительно рыжим?
Человек обладает обонянием, слухом и другими чувствами. Но равновесие развито у него хуже, чем у лазающих по деревьям обезьян и кошек. Со вкусом Homo sapiens продвинулся дальше, потому что как всеядное животное он располагает исключительно разнообразным меню. Около 10 тыс. вкусовых рецепторов, помогающих в выборе того или иного блюда, находятся на его нёбе и языке — это намного больше, чем у собак (1700) и у кошек (около 500). Рецепторы имеют форму сосочков, но не все из них являются именно вкусовыми определителями: часть из них служит для различения тактильных раздражителей и определения консистенции пищевого продукта, важную для вкусового впечатления в целом.
Около 80 % информации человек получает благодаря оптическому восприятию — он доверяет в основном своим глазам. Механизм преобразования световых лучей в сигнал, который благодаря работе мозга трансформируется в зрительные образы, без сомнения, заслуживает уважения. Недаром Чарльз Дарвин сказал: «Мысль о глазе будоражит все тело». Этот механизм настолько сложен, что едва ли мог бы возникнуть в результате спонтанных мутаций, — здесь теория эволюции вызывала сомнения. Но сегодня Дарвин мог бы быть спокоен. Во-первых, устройство глаза наглядно демонстрирует множество проб и ошибок эволюции, во-вторых, этот механизм все-таки остается несовершенным.
Сетчатка нашего глаза сконструирована «неправильно»: во время эмбрионального развития она никак не связана с центральной нервной системой. Находящиеся внутри черепа зрительные клетки достаточно близки к поверхности, но все же они остаются глубже, чем следовало бы. В результате свет должен проходить через роговицу и различные нервы и кровеносные сосуды, прежде чем он встретится с чувствительными зрительными клетками. Разумеется, это влияет на качество нашего зрения. У значительно более примитивных существ — щетинистых червей — данный процесс выглядит намного проще: свет у них попадает на слой чувствительных клеток напрямую, и для них это серьезное преимущество.
Человек может различать довольно много цветов спектра и всевозможные их комбинации. Более того, он очень хорошо различает цвета. Мыши и собаки не имеют понятия, что такое красный цвет, у китов и тюленей вообще отсутствует способность распознавания цветов, так как в их среде обитания преобладает синий цвет.
Человеческий глаз различает 10 млн оттенков цвета.
Цвета цветами, но острота человеческого зрения чувствительна к помехам. Каждый четвертый европеец страдает близорукостью, потому что его глазное яблоко начинает хуже функционировать с возрастом. Но благодаря человеческой силе духа и это можно пережить. Достоверно установлено, что у близоруких людей интеллектуальные показатели на четыре пункта выше, чем у дальнозорких. Делают даже вывод, что IQ и близорукость зависят от одинаковых генов.
Факт наличия близорукости у человека уже говорит о том, что он генетически несовершенен, если брать в сравнение шимпанзе, эволюционный путь которых 6 млн лет тому назад отделился от нашего. Ученые сравнили 14 тыс. генов человека и обезьяны. В результате был сделан вывод о том, что у шимпанзе с помощью непрекращающегося отбора 233 гена настолько усовершенствовались, что ни одна мутация не смогла бы их улучшить, а у человека лишь 154 таких совершенных гена. Неблагоприятные признаки у шимпанзе на протяжении эволюции отбраковывались эффективнее, чем у человека.
Если принять во внимание генетическое превосходство обезьян, станет понятно, почему они менее восприимчивы к болезням, чем мы. У людей от онкологических заболеваний умирает каждый пятый, у шимпанзе — 2–4 %. А как обстоят дела со СПИДом? Обезьянам эта болезнь незнакома, несмотря на то что они могут быть ВИЧ-инфицированными, как и люди. Их иммунная система, очевидно, нашла способ противостоять таинственным вирусам. Также у обезьян вообще не зафиксированы болезнь Альцгеймера, малярия и ревматизм.
Ярко выраженная предрасположенность человека к заболеваниям суставов является результатом прямохождения. Оно, конечно же, дает нам много преимуществ: благодаря прямохождению развивались мозг и органы чувств человека, и он приобрел значительно более широкие перспективы. Вспомним еще об одной важной отличительной черте человека — о его руках, с помощью которых выполняется основная часть человеческой деятельности. Список черт, отличающих человека от других животных, весьма обширен!
Следует, однако, отметить, что ходьба на двух ногах исключительно медленна, энергоемка и неэффективна. Все четвероногие, достигшие габаритов человека, быстрее и выносливее, чем он. Необходимо предпринять много усилий или хитрых трюков, чтобы вывести их из равновесия, в то время как среднестатистическому человеку достаточно одного толчка.
Большой проблемой является и циркуляция крови по телу, находящемуся в вертикальном положении. Иногда, резко вставая, человек испытывает головокружение, потому что его кровь в этот момент доставляет мозгу недостаточно кислорода. Бывает ли что-то подобное у млекопитающих, находящихся преимущественно в вертикальном положении, — неизвестно. Однако у жирафов из-за их длинной шеи тоже определенно есть проблемы с кровообращением.
Легкие человека также не блещут совершенством. Особая проблема человеческого дыхательного органа состоит в том, что он разбазаривает часть своего потенциала. Воздух попадает внутрь, задерживается на некоторое время для газообмена, а затем выдыхается. Причем кислород поглощается легкими не полностью, и в дыхательных путях происходит смешивание насыщенного кислородом и истощенного воздуха. В результате нашим легочным пузырькам приходится довольствоваться таким смешанным воздухом. Подобную проблему переживают и другие млекопитающие — в отличие от птиц, которые лучше используют насыщенный кислородом воздух. Их организм может получать в течение равного промежутка времени втрое больше чистого воздуха, чем млекопитающее таких же габаритов.
Комары являются самыми опасными для человека животными на Земле. Перенося более сотни смертельных заболеваний (включая малярию, желтую лихорадку и энцефалит), они ежегодно убивают до 3 млн человек.
Список недостатков человека можно продолжать, если не до бесконечности, то довольно долго. Почему, например, мы должны мучиться с зубами, в сердцевине которых находится очень чувствительный нерв, остро воспринимающий боль? И зубы наши покрыты такой нежной эмалью, что ее можно повредить даже конфетой? И вообще, почему, собственно, мы столь восприимчивы к боли? Ужасные страдания онкологических больных приносят мучения и близким им людям.
Почему мы не можем быть бесчувственны к боли, как маленький подземный грызун с забавным названием «голый землекоп» — ведь он не ощутит боли, даже если сожжет на солнце свою гладкую кожу или сломает зуб, копаясь в земле, и спокойно продолжит заниматься своим делом? Почему эволюция обделила нас малым раем, в котором живут эти самые землекопы?
При всем при том у нас есть орган, который мы всегда считали бесполезным и при его заболевании без сожаления удаляли. Но не так давно ученые обнаружили, что слепая кишка является резервуаром для кишечных микроорганизмов, которые могут там продержаться даже во время тяжелейшей диареи. Если наша кишечная флора после диареи или воздействия антибиотиков повреждена, она может быть снова восстановлена благодаря наличию этого резервуара. Для нее червеобразный отросток играет важную роль, являясь хранилищем пробиотиков — живых микроорганизмов, оказывающих оздоровительное влияние на организм человека.
Что ж, один мудрый человек заметил, что ошибки возникают не только потому, что люди не знают истины, но и потому, что люди берутся осуждать то, чего еще не знают.
Все же с анатомической точки зрения человек устроен довольно неудачно. У него нет меха, который предохранял бы его от холода. Он недостаточно быстр и силен. Женщине требуется много времени и сил, чтобы произвести на свет потомство. А после рождения оно настолько слабое, что не может ни бегать, ни самостоятельно питаться. Не зря Иоганн Готфрид фон Гердер (1744–1803) дал человеку определение — «существо, полное недостатков». Чтобы суметь выжить, человеку необходима собственная, приспособленная под его потребности среда, отчасти заменяющая ему настоящий мир: одежда, отапливаемые дома, механические средства передвижения, дороги и т. п.
Создать такое нам вполне по силам, потому что у Homo sapiens огромный мозг, требующий для своей работы 20 % общего количества вдыхаемого кислорода. Но действительно ли огромный мозг — удача для нас и для мира? Какой может оказаться эта искусственная «вторая природа»? Теодор Адорно (1903–1969) и Макс Хоркхаймер (1895–1973), находясь под впечатлением от событий Второй мировой войны, говорили, что коварство мозга и сознания состоит в том, чтобы «делать людей все большими бестиями». Интеллектуалы сомневаются, что после человека вообще возникнет следующий естественный вид. Человек никак не может быть венцом творения, но после него вряд ли появится более совершенное создание, потому что он со своей жаждой власти над природой уничтожает все, что необходимо для появления этого существа.
Немецкий антрополог Гельмут Плесснер (1892–1985) назвал историю человечества «отрицательным натурализмом». Развитие коры больших полушарий мозга человека — ошибка, из-за которой человек вышел из своей естественной колеи и жизненного равновесия. Человек «стал жертвой паразитического развития одного органа, — пишет Плесснер. — Паразитизм головного мозга, возможно, основываясь на нарушениях секреции, одарил его умом, проницательностью, знанием и осознанием мира. Может быть, это осознание всего лишь грандиозная иллюзия, самообман биологически вырождающегося, высосанного полипами мозга живого существа».
Если дальше развивать идею о «вредителе» в голове, нужно обратить внимание на то, что мозг человека сформировался невероятно быстро. По отношению к другим похожим драматическим изменениям эволюции он стал таким, какой он есть сейчас, за «секунду». Так сказать, квантовый переход в истории развития. Киту потребовалось около миллиона лет, чтобы из неуклюжего обитателя суши превратиться в отличного специалиста по фонтанам, человеку же понадобился всего десяток тысяч лет, чтобы раздуть свой мозг до нужной величины и работоспособности. Темп, захватывающий дух. В любом случае, возникает вопрос: развитие мозга следует рассматривать как здоровое явление или как ошибку эволюции? Развитие в быстром темпе часто приводит к погрешностям!
Бактерии составляют от 2 до 5 кг веса человеческого тела.
Но нет причины впадать в уныние. Если мы считаем мозг «паразитом в голове», это еще не означает конец света. Ученые уверены, что даже вирус СПИДа за последние годы развил склонность к самообладанию и оставляет свои жертвы в покое. Не потому, что он смилостивился. А просто потому, что «понял», пройдя жестокую школу эволюции и отбора, что смерть его хозяина одновременно будет означать и его конец. Так что в его интересах, чтобы мы оставались в живых. Почему бы не осознать это «главному паразиту», живущему в нашей голове? Разве он не может понять, что для него же лучше позволить нам управлять собой и меньше настаивать на обязательном осуществлении своих притязаний на власть?
Конечно, нельзя пускать на самотек «очистку мозга». Вирус достаточно примитивен, и он может рассчитывать на то, что когда-нибудь, после разных ошибок и тупиков, эволюция укажет ему путь к выживанию. Мозг не может этого знать. Как орган с большими или меньшими желаниями, он не может ждать милостей от природы. Он хочет и должен взять инициативу в свои руки. Первым шагом было бы осознание того, что все, что живет, имеет на это право, независимо от того, отлично оно создано эволюцией или как попало. Сумасшествием может обладать не только человек, но и сама природа!
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги